熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明目的在于提供一種熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其控制方法，將制冷機(jī)用作熱源時，將系統(tǒng)的消費電力抑制在合同電力以下。本發(fā)明的系統(tǒng)控制裝置(20)具備監(jiān)控?zé)嵩聪到y(tǒng)的消費電力的電力監(jiān)控部(23)、及需求限制部(24)。需求限制部(24)在熱源系統(tǒng)的消費電力大于設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾值時，使設(shè)定溫度向熱源機(jī)的消費電力下降的方向上升或下降，由此進(jìn)行需求限制。
【專利說明】熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其控制方法、電力調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、及 熱源機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，在空調(diào)系統(tǒng)中，提出進(jìn)行需求控制，以使消費電力不大于與電力公司的合同 電力。
[0003] 例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開有如下方法：在連接于同一電源線路的多個室外機(jī)的 需求控制中，電源線路的電流值大于電流限制值時，使1臺室外機(jī)的壓縮機(jī)的運行頻率下 降。
[0004] 以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開平10-339529號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0008] 近年來，已知有作為導(dǎo)入建筑物等的大型空調(diào)設(shè)備，將渦輪制冷機(jī)用作熱源的空 調(diào)設(shè)備。在如此作為熱源使用渦輪制冷機(jī)等的大型空調(diào)設(shè)備中，也存在作為系統(tǒng)整體簽訂 有合同電力的情況，有必要控制成系統(tǒng)的消費電力不大于合同電力。
[0009] 本發(fā)明目的在于提供一種將制冷機(jī)用作熱源時，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的消費電力抑制在合 同電力以下的熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其控制方法、電力調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，及熱源機(jī)的控 制裝置。
[0010] 用于解決技術(shù)課題的手段
[0011] 本發(fā)明的第1方式為熱源系統(tǒng)的控制裝置，所述控制裝置適用于具備至少1臺熱 源機(jī)的熱源系統(tǒng)，所述熱源機(jī)根據(jù)設(shè)定溫度對熱源水進(jìn)行加熱或冷卻，并向負(fù)載裝置供給 加熱后或冷卻后的熱源水，所述熱源系統(tǒng)的控制裝置具備：電力監(jiān)控機(jī)構(gòu)，監(jiān)控所述熱源系 統(tǒng)的消費電力；及需求限制機(jī)構(gòu)，在所述熱源系統(tǒng)的消費電力大于設(shè)定為低于合同電力值 的第1電力閾值時，使所述設(shè)定溫度向所述熱源機(jī)的消費電力下降的方向上升或下降，由 此進(jìn)行需求限制。
[0012] 根據(jù)本方式，在熱源系統(tǒng)的消費電力大于設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾值 時，通過需求限制機(jī)構(gòu)，設(shè)定溫度向熱源機(jī)的消費電力下降的方向上升或下降。由此，熱源 機(jī)的冷卻水出口溫度與熱源水送水溫度的溫度差（=蒸發(fā)器與冷凝機(jī)的制冷劑壓力差）變 小，能夠使壓縮機(jī)的壓頭差變小。并且，由于熱源水的流入溫度與送水溫度的差變小而必要 制冷能力也減小。結(jié)果，能夠抑制熱源機(jī)的消費電力。并且，由于熱源機(jī)本來就根據(jù)制冷能 力（熱源機(jī)的熱源水出口溫度）而得到控制，因此，如上所述，通過控制熱源水的設(shè)定溫度 而能夠順暢地進(jìn)行機(jī)器控制。
[0013] 在上述熱源系統(tǒng)的控制裝置中，所述需求限制機(jī)構(gòu)也可以在所述熱源系統(tǒng)的消費 電力小于設(shè)定為所述第1電力閾值以下的第2電力閾值時，使所述設(shè)定溫度向所述熱源機(jī) 的消費電力增加的方向下降或上升，在當(dāng)前設(shè)定溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)設(shè)定溫度時，維 持其設(shè)定溫度。
[0014] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，熱源系統(tǒng)的消費電力小于設(shè)定為第1電力閾值以下的第2電力閾 值時，使設(shè)定溫度向熱源機(jī)的消費電力增加的方向下降或上升。由此，能夠使熱源水的溫度 靠近基準(zhǔn)設(shè)定溫度。
[0015] 在上述熱源系統(tǒng)的控制裝置中，所述需求限制機(jī)構(gòu)也可以在所述熱源機(jī)進(jìn)行所述 熱源水的加熱時，使所述設(shè)定溫度下降以使所述設(shè)定溫度不小于預(yù)先設(shè)定的下限值，在所 述熱源機(jī)進(jìn)行所述熱源水的冷卻時，使所述設(shè)定溫度上升以使所述設(shè)定溫度不大于預(yù)先設(shè) 定的上限值。
[0016] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在設(shè)定溫度上設(shè)置限制值，通過需求限制機(jī)構(gòu)改變設(shè)定溫度時，設(shè) 定溫度達(dá)到限制值時，進(jìn)行如維持其限制值的控制。由此，能夠防止向負(fù)載裝置送出的熱源 水溫度大于限制值。
[0017] 上述熱源系統(tǒng)的控制裝置也可以具備使基于所述需求限制機(jī)構(gòu)的需求限制停止 的需求限制停止機(jī)構(gòu)。
[0018] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，不想實施需求限制時，通過使需求限制停止機(jī)構(gòu)動作，而能夠使需 求限制停止。
[0019] 上述熱源系統(tǒng)的控制裝置也可以具備調(diào)節(jié)從外部裝置輸送至所述熱源機(jī)的熱源 水的流量的電動送水機(jī)構(gòu)，所述需求限制機(jī)構(gòu)在所述熱源系統(tǒng)的消費電力大于所述第1電 力閾值的期間，保持所述送水機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速。
[0020] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在熱源系統(tǒng)的消費電力大于第1電力閾值的期間，由于需求限制 機(jī)構(gòu)保持送水機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，因此能夠防止由送水機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速上升引起的電力消費的增加。
[0021] 在上述熱源系統(tǒng)的控制裝置中，所述需求限制機(jī)構(gòu)也可以在所述熱源系統(tǒng)的消費 電力為高于所述第1電力閾值的值，且大于設(shè)定為低于所述合同電力值的第3電力閾值時， 使所述熱源機(jī)的規(guī)定的運行停止。
[0022] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，熱源系統(tǒng)的消費電力大于第3電力閾值時，由于熱源機(jī)的規(guī)定的 運行被停止，因此能夠在熱源系統(tǒng)的消費電力超過合同電力之前，使熱源系統(tǒng)的消費電力 迅速下降。
[0023] 在上述熱源系統(tǒng)的控制裝置中，所述需求限制機(jī)構(gòu)也可以在所述熱源系統(tǒng)的消費 電力大于所述第1電力閾值的期間，進(jìn)行使所述負(fù)載裝置所具備的電動機(jī)器的消費電力下 降的控制。
[0024] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，熱源系統(tǒng)的消費電力大于第1電力閾值的期間，由于通過需求限 制機(jī)構(gòu)來降低負(fù)載裝置所具備的電動機(jī)器的消費電力，因此能夠使熱源系統(tǒng)的消費電力更 下降。
[0025] 上述熱源系統(tǒng)的控制裝置也可以具備從過去的規(guī)定期間中的熱源系統(tǒng)的消費電 力的狀態(tài)預(yù)測將來的消費電力的電力預(yù)測機(jī)構(gòu)，所述需求限制機(jī)構(gòu)在從現(xiàn)在經(jīng)過規(guī)定期間 后的預(yù)測消費電力大于所述第1電力閾值時，開始所述需求限制。
[0026] 根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過電力預(yù)測機(jī)構(gòu)，從過去的規(guī)定期間中的熱源系統(tǒng)的消費電力 的狀態(tài)預(yù)測將來的消費電力。需求限制機(jī)構(gòu)在從現(xiàn)在經(jīng)過規(guī)定期間后的預(yù)測消費電力大于 第1電力閾值時，進(jìn)行需求限制。由此，事前能夠進(jìn)行需求限制，并能夠避免熱源系統(tǒng)的消 費電力達(dá)到契約電力。
[0027] 本發(fā)明的第2方式為熱源系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法適用于具備至少1臺熱 源機(jī)的熱源系統(tǒng)，所述熱源機(jī)根據(jù)設(shè)定溫度對熱源水進(jìn)行加熱或冷卻，并向負(fù)載裝置供給 加熱后或冷卻后的熱源水，其中，監(jiān)控所述熱源系統(tǒng)的消費電力，當(dāng)所述熱源系統(tǒng)的消費電 力大于設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾值時，使所述設(shè)定溫度向所述熱源機(jī)的消費電 力下降的方向上升或下降，由此進(jìn)行需求限制。
[0028] 本發(fā)明的第3方式為熱源系統(tǒng)，其具備上述熱源系統(tǒng)的控制裝置。
[0029] 本發(fā)明的第4方式為熱源系統(tǒng)，其具備至少1臺熱源機(jī)，所述熱源機(jī)根據(jù)設(shè)定溫 度對熱源水進(jìn)行加熱或冷卻，并向負(fù)載裝置供給加熱后或冷卻后的熱源水，其中，所述熱源 系統(tǒng)具備：熱源機(jī)控制機(jī)構(gòu)，分別與所述熱源機(jī)對應(yīng)地設(shè)置，并控制對應(yīng)的所述熱源機(jī)；及 系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)，對各所述熱源機(jī)控制機(jī)構(gòu)提供控制指令，所述系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)具備：電力監(jiān)控 機(jī)構(gòu)，監(jiān)控所述熱源系統(tǒng)的消費電力；及通知機(jī)構(gòu)，在所述熱源系統(tǒng)的消費電力大于設(shè)定為 低于合同電力值的第1電力閾值時，向各所述熱源機(jī)控制機(jī)構(gòu)通知需求限制開始指令，所 述熱源機(jī)控制機(jī)構(gòu)具備需求限制機(jī)構(gòu)，所述需求限制機(jī)構(gòu)在接收到所述需求限制開始指令 時，使所述設(shè)定溫度向消費電力下降的方向上升或下降，由此進(jìn)行需求限制。
[0030] 本發(fā)明的第5方式為電力調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其具備：上述多個熱源系統(tǒng)；及中央監(jiān)控 裝置，經(jīng)由通信介質(zhì)與各所述熱源系統(tǒng)的控制裝置連接，從所述中央監(jiān)控裝置對各所述熱 源系統(tǒng)的控制裝置通知所述第1電力閾值。
[0031] 本發(fā)明的第6方式為熱源機(jī)的控制裝置，所述熱源機(jī)根據(jù)設(shè)定溫度對熱源水進(jìn)行 加熱或冷卻，并向負(fù)載裝置供給加熱后或冷卻后的熱源水，所述熱源機(jī)的控制裝置具備：電 力監(jiān)控機(jī)構(gòu)，監(jiān)控所述熱源機(jī)的消費電力；及需求限制機(jī)構(gòu)，在所述熱源機(jī)的消費電力大于 設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾值時，使所述設(shè)定溫度向所述熱源機(jī)的消費電力下降 的方向上升或下降，由此進(jìn)行需求限制。
[0032] 發(fā)明效果
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，起到能夠控制成熱源系統(tǒng)的消費電力不大于合同電力這樣的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034] 圖1是概略表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0035] 圖2是表示圖1所示的熱源機(jī)的一結(jié)構(gòu)例的圖。
[0036] 圖3是概略表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的 圖。
[0037] 圖4是示出圖3所示的系統(tǒng)控制裝置所具備的功能中，關(guān)于涉及熱源機(jī)的需求限 制功能的主要要素的功能塊圖。
[0038] 圖5是用于對本發(fā)明的第1實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)的需求限制進(jìn)行說明的 圖。
[0039] 圖6是用于對本發(fā)明的第1實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)中的效果進(jìn)行說明的圖。
[0040] 圖7是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)中的需求限制功能的另一方 式的圖。
[0041] 圖8是用于對本發(fā)明的第2實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)的需求限制進(jìn)行說明的 圖。
[0042] 圖9是用于對本發(fā)明的第3實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)的需求限制進(jìn)行說明的 圖。
[0043] 圖10是示出本發(fā)明的第5實施方式所涉及的系統(tǒng)控制裝置所具備的功能中，關(guān)于 涉及熱源機(jī)的需求限制功能的主要要素的功能塊圖。
[0044] 圖11是用于對通過圖10的電力預(yù)測部進(jìn)行的消費電力預(yù)測進(jìn)行說明的圖。
[0045] 圖12是對本發(fā)明的一實施方式所涉及的電力調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明 的圖。
【具體實施方式】
[0046][第1實施方式]
[0047] 以下，參考附圖，對本發(fā)明的第1實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及 其控制方法進(jìn)行說明。
[0048] 圖1是概略表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的圖。熱源系 統(tǒng)1具備負(fù)載裝置3、熱源機(jī)2a、2b、2c、及系統(tǒng)控制裝置20。圖1中，雖然例示了設(shè)置有3 臺熱源機(jī)的情況，但關(guān)于熱源機(jī)的設(shè)置臺數(shù)能夠任意決定。
[0049] 負(fù)載裝置3為例如空調(diào)設(shè)備、供熱水設(shè)備、工廠設(shè)備等。熱源機(jī)2a、2b、2c根據(jù)通 過系統(tǒng)控制裝置20設(shè)定的設(shè)定溫度對熱源水進(jìn)行冷卻或加熱，并向負(fù)載裝置3供給冷卻后 或加熱后的熱源水。其中，熱源水可以是水以外的液介質(zhì)。
[0050] 另外，本實施方式中，為方便說明，舉出以下例進(jìn)行說明，即作為負(fù)載裝置3設(shè)想 運行冷氣設(shè)備的空調(diào)設(shè)備，在熱源機(jī)2a、2b、2c中冷卻作為熱源水的水，并向負(fù)載裝置3供 給冷卻后的冷水。
[0051] 在從冷水流動觀察的各熱源機(jī)2a、2b、2c的上游側(cè)，分別設(shè)置有加壓輸送熱源水 的冷水泵（送水機(jī)構(gòu)）4a、4b、4c。通過這些冷水泵4a、4b、4c，來自回水集水管6的冷水輸 送至各熱源機(jī)2a、2b、2c。各冷水泵4a、4b、4c通過變頻馬達(dá)（省略圖示）驅(qū)動，由此，能夠 改變轉(zhuǎn)速來控制可變流量。
[0052] 供水集水管5中匯集有在各熱源機(jī)2a、2b、2c中得到的冷水。匯集在供水集水管 5的冷水被供給到負(fù)載裝置3。在負(fù)載裝置3中供給到空調(diào)而升溫的冷水輸送至回水集水 管6。冷水在回水集水管6中被分支，并輸送至各熱源機(jī)2a、2b、2c。
[0053] 并且，在供水集水管5與回水集水管6之間設(shè)置有旁通配管7。通過調(diào)整設(shè)置于旁 通配管7的旁通閥8的開度，而能夠調(diào)整向負(fù)載裝置3供給的冷水量。
[0054] 在圖2中，作為熱源機(jī)2a、2b、2c的一結(jié)構(gòu)例示出適用渦輪制冷機(jī)時的概略結(jié)構(gòu)。 在同一圖中，為了容易理解，在3臺并聯(lián)設(shè)置的熱源機(jī)中，僅示出1個熱源機(jī)2a。另外，圖2 所示的結(jié)構(gòu)為一例，例如，可以采用螺桿制冷機(jī)而代替渦輪制冷機(jī)。并且，熱源機(jī)2a、2b、2c 可以用同一種類的熱源機(jī)統(tǒng)一，也可以混合有多個種類的熱源機(jī)。
[0055] 熱源機(jī)2a具備：渦輪壓縮機(jī)31，壓縮制冷劑；冷凝器32,冷凝通過渦輪壓縮機(jī)31 被壓縮的高溫高壓的氣體制冷劑；過冷器33,對在冷凝器32冷凝的液體制冷劑施加過冷 卻；高壓膨脹閥34,使來自過冷器33的液體制冷劑膨脹；中間冷卻器37,連接于高壓膨脹 閥34的同時連接于渦輪壓縮機(jī)31的中間段及低壓膨脹閥35 ;及蒸發(fā)器36,使通過低壓膨 脹閥35膨脹的液體制冷劑蒸發(fā)。
[0056] 渦輪壓縮機(jī)31為離心式2段壓縮機(jī)，通過由逆變器38控制轉(zhuǎn)速的電動馬達(dá)39驅(qū) 動。逆變器38通過熱源機(jī)控制裝置10a控制其輸出。另外，渦輪壓縮機(jī)31可以為轉(zhuǎn)速恒 定的固定速的壓縮機(jī)。在渦輪壓縮機(jī)31的制冷劑吸入口，設(shè)置有控制吸入制冷劑流量的進(jìn) 口導(dǎo)葉（以下稱為"IGV"）40,從而能夠控制熱源機(jī)2a的容量。
[0057] 在冷凝器32中，設(shè)置有用于測量冷凝制冷劑壓力Pc的壓力傳感器51。壓力傳感 器51的輸出發(fā)送到熱源機(jī)控制裝置10a。
[0058] 過冷器33以對冷凝的制冷劑施加過冷卻的方式設(shè)置在冷凝器32的制冷劑流動的 下游側(cè)。過冷器33的制冷劑流動的下游側(cè)的僅后方設(shè)置有測量過冷卻后的制冷劑溫度Ts 的溫度傳感器52。
[0059] 在冷凝器32及過冷器33插通有用于冷卻它們的冷卻傳熱管41。冷卻水流量F2 通過流量計54被測量，冷卻水出口溫度Tcout通過溫度傳感器55被測量，冷卻水入口溫度 Tcin通過溫度傳感器56被測量。冷卻水在未圖示的冷卻塔中向外部排熱之后，再次被導(dǎo)入 到冷凝器32及過冷器33。
[0060] 在中間冷卻器37中設(shè)置有用于測量中間壓力Pm的壓力傳感器57。在蒸發(fā)器36 中設(shè)置有用于測量蒸發(fā)壓力Pe的壓力傳感器58。通過在蒸發(fā)器36中吸熱而得到額定溫度 (例如7°C)的冷水。在蒸發(fā)器36中插通有用于冷卻向負(fù)載裝置3 (參考圖1)供給的冷水 的冷水傳熱管42。冷水流量F1通過流量計59被測量，冷水出口溫度Tout通過溫度傳感器 60被測量，冷水入口溫度Tin通過溫度傳感器61被測量。
[0061] 冷凝器32的氣相部與蒸發(fā)器36的氣相部之間設(shè)置有熱氣體旁通管43。而且，設(shè) 置有用于控制在熱氣體旁通管43內(nèi)流動的制冷劑的流量的熱氣體旁通閥44。通過熱氣體 旁通閥44來調(diào)整熱氣體旁通流量，由此在IGV40中能夠進(jìn)行控制不夠充分的非常小的區(qū)域 的容量控制。
[0062] 并且，在圖2所示的熱源機(jī)2a中，關(guān)于設(shè)置冷凝器32及過冷器33,且通過在冷卻 塔中向外部進(jìn)行排熱而冷卻的冷卻水與制冷劑之間進(jìn)行熱交換的情況進(jìn)行了論述，但也可 以構(gòu)成為如下，即配置空氣熱交換器而代替冷凝器32及過冷器33,且在空氣熱交換器中外 氣與制冷劑之間進(jìn)行熱交換。
[0063] 圖3是概略表示圖1所示的熱源系統(tǒng)1的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。如圖3所示，作 為各熱源機(jī)2a、2b、2c的控制裝置的熱源機(jī)控制裝置10a、10b、10c構(gòu)成為經(jīng)由通信介質(zhì)21 與系統(tǒng)控制裝置20連接，并能夠進(jìn)行雙方向的通信。系統(tǒng)控制裝置20為控制熱源系統(tǒng)整 體的控制裝置，具有進(jìn)行需求限制以使系統(tǒng)整體的消費電力不大于合同電力的需求限制功 能、和控制使負(fù)載裝置3的要求負(fù)載起動的熱源機(jī)2a、2b、2c的臺數(shù)的臺數(shù)控制功能等。
[0064] 系統(tǒng)控制裝置20、熱源機(jī)控制裝置10a、10b、10c例如為計算機(jī)，具備CPU(中央運 算處理裝置）、RAM(Random Access Memory)等主儲存裝置、袖助儲存裝置、及通過與外部的 機(jī)器進(jìn)行通信來授受信息的通信裝置等。
[0065] 袖助儲存裝置為計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，例如，為磁盤、光磁盤、⑶-ROM、DVD-ROM、半 導(dǎo)體儲存器等。該袖助儲存裝置中存儲有各種程序，CPU從袖助儲存裝置向主儲存裝置讀 出程序，并運行，由此實現(xiàn)各種處理。
[0066] 圖4是示出系統(tǒng)控制裝置20所具備的功能中，關(guān)于涉及需求限制功能的主要要素 的功能塊圖。
[0067] 如圖4所示，系統(tǒng)控制裝置20將儲存部22、電力監(jiān)控部23、需求限制部24作為主 要結(jié)構(gòu)而具備。
[0068] 在儲存部22中，存儲有設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾值、設(shè)定為第1電力 閾值以下的第2電力閾值、及基準(zhǔn)設(shè)定溫度（例如，5°C )。基準(zhǔn)設(shè)定溫度是指成為從熱源機(jī) 2a、2b、2c向負(fù)載裝置3供給的冷水送水溫度的基準(zhǔn)的設(shè)定溫度。
[0069] 電力監(jiān)控部23監(jiān)控?zé)嵩聪到y(tǒng)的消費電力（以下稱為"系統(tǒng)消費電力"）。例如，在 熱源系統(tǒng)的主電源系統(tǒng)安裝萬用表，且將該測量值輸入到系統(tǒng)控制裝置20,由此監(jiān)控系統(tǒng) 消費電力。
[0070] 需求限制部24進(jìn)行需求限制以使通過電力監(jiān)控部23被監(jiān)控的系統(tǒng)消費電力不大 于合同電力。例如，需求限制部24在系統(tǒng)消費電力大于存儲在儲存部22的第1電力閾值 時，通過使送水溫度的設(shè)定溫度上升來進(jìn)行需求限制。如此，系統(tǒng)消費電力大于第1電力閾 值時，將作為送水溫度的目標(biāo)值的設(shè)定溫度向消費電力下降的方向進(jìn)行改變。由此，能夠使 壓縮機(jī)的壓頭差變小，且能夠降低壓縮機(jī)中的動力。結(jié)果，能夠抑制熱源機(jī)2a、2b、2c的消 費電力。
[0071] 并且，需求限制部24在進(jìn)行需求限制時，若系統(tǒng)消費電力小于存儲于儲存部22的 第2電力閾值，則使設(shè)定溫度下降。由此，能夠使向負(fù)載裝置3供給的冷水的送水溫度靠近 基準(zhǔn)設(shè)定溫度。
[0072] 接著，利用圖5對由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)1的需求限制 進(jìn)行說明。
[0073] 例如，在圖5中的時刻tl中，若系統(tǒng)消費電力大于第1電力閾值，則系統(tǒng)控制裝置 20的需求限制部24使設(shè)定溫度以規(guī)定的速率上升。變更后的設(shè)定溫度從系統(tǒng)控制裝置20 發(fā)送到各熱源機(jī)控制裝置l〇a、10b、10c，且各熱源機(jī)2a、2b、2c根據(jù)變更后的設(shè)定溫度被控 制。由此，多少延時后，系統(tǒng)消費電力向逐漸減少的方向推移（參考圖5的從時刻tl到時 刻t2)。而且，在時刻t2中，若系統(tǒng)消費電力小于第2電力閾值，則系統(tǒng)控制裝置20的需求 限制部24使設(shè)定溫度以規(guī)定的速率下降。變更后的設(shè)定溫度與上述同樣地從系統(tǒng)控制裝 置20發(fā)送到各熱源機(jī)控制裝置10a、10b、10c，且各熱源機(jī)2a、2b、2c根據(jù)變更后的設(shè)定溫度 被控制。
[0074] 通過降低設(shè)定溫度，各熱源機(jī)2a、2b、2c的消費電力增加，在時刻t3中，若系統(tǒng)消 費電力再次大于第1電力閾值，則系統(tǒng)控制裝置20的需求限制部24使設(shè)定溫度以規(guī)定的 速率上升。結(jié)果，系統(tǒng)消費電力逐漸下降，在時刻t4中，若小于第2電力閾值，則系統(tǒng)控制 裝置20的需求限制部24使設(shè)定溫度以規(guī)定的速率下降。而且，若設(shè)定溫度達(dá)到基準(zhǔn)設(shè)定 溫度，則維持基準(zhǔn)設(shè)定溫度。
[0075] 另外，圖5中，使設(shè)定溫度以規(guī)定的速率逐漸上升、下降，但設(shè)定溫度的上升方法、 下降方法并不限于此例。例如，可逐步逐漸上升、下降。
[0076] 而且，圖5中，例示有第1電力閾值與第2電力閾值設(shè)定為不同值的情況，但第1 電力閾值與第2電力閾值也可以設(shè)定為同一值。
[0077] 如上說明，根據(jù)本實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其控制方法，監(jiān) 控系統(tǒng)消費電力，當(dāng)系統(tǒng)消費電力大于第1電力閾值時，使熱源機(jī)中的冷水的設(shè)定溫度上 升。由此，能夠使各熱源機(jī)中的壓縮機(jī)的壓頭差變小，且能夠抑制熱源機(jī)的消費電力。結(jié)果， 能夠使系統(tǒng)消費電力下降，且能夠避免系統(tǒng)消費電力大于合同電力。
[0078] 尤其，如上述，作為實現(xiàn)降低各熱源機(jī)的消費電力的手段，如圖6所示，通過采用 使冷水的設(shè)定溫度上升的方法，能夠有效地降低熱源機(jī)的消費電力。
[0079] 例如，如圖6所示，若在橫軸取負(fù)載率，在縱軸取熱源機(jī)的消費電力，則設(shè)計運行 點（例如，冷卻水出口溫度Tcout = 37°C，冷水出口溫度Tout = 5°C )中的負(fù)載-消費電 力特性呈以細(xì)線表示的曲線。相對于此，使冷水的設(shè)定溫度上升到7°C時（冷卻水出口溫度 Tcout = 37°C，冷水出口溫度Tout = 7°C )，由于壓縮機(jī)的壓頭差減少因此運行點被改變， 負(fù)載-消費電力特性呈以粗線表示的曲線。S卩，通過降低壓頭差，能夠使負(fù)載-消費電力特 性向消費電力下降的方向移動。
[0080] 并且，若使設(shè)定溫度從5°C上升至7°C，則負(fù)載率也發(fā)生變化。即，在負(fù)載率為 100%且冷水出口溫度為5°C時，若設(shè)定溫度（冷水出口溫度）改變?yōu)?°C，則負(fù)載率從 100%降低至60%。由此，如圖6所示，能夠使消費電力進(jìn)一步下降。
[0081] 如此，通過改變冷水的設(shè)定溫度，能夠得到由壓縮機(jī)的壓頭差引起的消費電力降 低效果、及由負(fù)載率下降引起的消費電力降低效果這兩方面，能夠有效地降低消費電力。
[0082] 另外，在上述說明中，關(guān)于將作為熱源水的冷水進(jìn)行冷卻而向負(fù)載裝置3供給的 情況進(jìn)行了論述，但在熱源機(jī)2a、2b、2c中進(jìn)行加熱而將溫水供給至負(fù)載裝置3時，需求限 制部24在系統(tǒng)消費電力大于第1電力閾值時，使設(shè)定溫度下降，在系統(tǒng)消費電力小于第2 電力閾值時，使設(shè)定溫度上升。由此，能夠得到同樣的效果。
[0083][另一方式 1]
[0084] 作為熱源系統(tǒng)1的運用，也存在比起控制成消費電力不大于合同電力，優(yōu)選對負(fù) 載裝置3供給規(guī)定溫度以下的冷水的情況。例如，在百貨商店等中，若冷水溫度過于上升則 導(dǎo)致室內(nèi)溫度也上升，給顧客造成不快感。設(shè)想這種情況，也可以采用如下方式，即，將進(jìn)行 需求限制時的設(shè)定溫度的上限值預(yù)先存儲于儲存部22中，當(dāng)設(shè)定溫度達(dá)到上限值時，將設(shè) 定溫度維持在上限值。如此，通過設(shè)定好上限值，而能夠避免冷水溫度上升到上限值以上。
[0085] 另外，在熱源機(jī)中進(jìn)行加熱時，設(shè)定好設(shè)定溫度的下限值，避免設(shè)定溫度變成下限 值以下。
[0086] [另一方式 2]
[0087] 并且，如圖7所示，設(shè)置用于停止需求限制的需求限制停止部25,當(dāng)需求限制停止 部25進(jìn)行工作時，可以不進(jìn)行需求限制?；谛枨笙拗仆Ｖ共?5的需求限制的停止、停止 解除例如可以根據(jù)由操作員輸入的輸入信息而進(jìn)行設(shè)定。
[0088] [第2實施方式]
[0089] 接著，參考附圖對本發(fā)明的第2實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其 控制方式進(jìn)行說明。
[0090] 在上述的實施方式中，系統(tǒng)控制裝置20通過使冷水的設(shè)定溫度上升而進(jìn)行需求 限制。如此，若使冷水的設(shè)定溫度上升，則有時在負(fù)載裝置3中熱量不足，此時，有可能通過 增加冷水流量而解除熱量不足。若實現(xiàn)在負(fù)載裝置3側(cè)中增加冷水流量的操作，則與各熱 源機(jī)2a、2b、2c對應(yīng)地設(shè)置的冷水泵的轉(zhuǎn)速增加，導(dǎo)致基于冷水的設(shè)定溫度的需求限制無 法發(fā)揮有效作用。
[0091] 因此，在本實施方式中，在進(jìn)行需求限制的期間，保持冷水泵的轉(zhuǎn)速，避免在冷水 泵中的消費電力增加。
[0092] 具體而言，如圖8所示，系統(tǒng)控制裝置20的需求限制部在系統(tǒng)消費電力大于第1 電力閾值小于第2電力閾值期間，保持冷水泵的頻率指令。由此，能夠避免在負(fù)載裝置3側(cè) 由于冷水的流量增加而導(dǎo)致的冷水泵4a、4b、4c的動力增加，并且能夠?qū)⒒谠O(shè)定溫度的 變更的需求限制有效地反映在系統(tǒng)消費電力。
[0093] [第3實施方式]
[0094] 接著，參考附圖對本發(fā)明的第3實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其 控制方法進(jìn)行說明。
[0095] 即使進(jìn)行上述的第1或第2實施方式所涉及的需求限制時，也有可能導(dǎo)致系統(tǒng)消 費電力最終大于合同電力。為了應(yīng)對這種情況，如圖9所示，在本實施方式中，將設(shè)定為大 于第1電力閾值且小于合同電力值的第3電力閾值進(jìn)一步預(yù)先存儲在儲存部22,當(dāng)系統(tǒng)消 費電力大于第3電力閾值時，需求限制部24使1臺運行中的熱源機(jī)強(qiáng)制停止。
[0096] 由此，盡管需求限制部24進(jìn)行使設(shè)定溫度上升的需求限制，即使系統(tǒng)消費電力繼 續(xù)增加時，也因為在達(dá)到合同電力之前使1臺熱源機(jī)的運行強(qiáng)制停止，而能夠使系統(tǒng)消費 電力急劇下降，且防止系統(tǒng)消費電力大于合同電力的情況。
[0097] 并且，此時，需求限制部24在系統(tǒng)消費電力小于第2電力閾值時，可以使被強(qiáng)制停 止的熱源機(jī)再啟動。
[0098][第4實施方式]
[0099] 接著，參考附圖對本發(fā)明的第4實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其 控制方法進(jìn)行說明。
[0100] 本實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)在如下點上與上述的各實施方式所涉及的熱源系 統(tǒng)不同，即，在系統(tǒng)消費電力大于第1電力閾值時，系統(tǒng)控制裝置20的需求限制部24進(jìn)行 上述的第1至3中的任一實施方式所涉及的需求限制，并且進(jìn)行降低負(fù)載裝置3所具備的 各種電動機(jī)器（未圖示）的動力的控制。
[0101] 例如，負(fù)載裝置3為空調(diào)設(shè)備時，室內(nèi)的送風(fēng)量通過改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速而可變。如 此，在負(fù)載裝置3中設(shè)置有被逆變控制的電動機(jī)器時，需求限制部24改變熱源機(jī)中的設(shè)定 溫度，并且通過降低負(fù)載裝置3中的電動機(jī)器的頻率來進(jìn)一步實現(xiàn)系統(tǒng)消費電力的抑制。
[0102] 由此，能夠快速降低系統(tǒng)消費電力，并且能夠降低系統(tǒng)消費電力大于合同電力的 可能性。
[0103] [第5實施方式]
[0104] 接著，參考附圖對本發(fā)明的第5實施方式所涉及的熱源系統(tǒng)及其控制裝置以及其 控制方法進(jìn)行說明。
[0105] 在上述第1至4實施方式中，通過比較當(dāng)前的系統(tǒng)消費電力與各電力閾值來進(jìn)行 需求限制。此時，由于需求限制開始后到系統(tǒng)消費電力下降為止需要某一程度的時間，因此 根據(jù)情況即使實施了需求限制系統(tǒng)消費電力也有可能大于合同電力。
[0106] 因此，在本實施方式中，如圖10所示，在系統(tǒng)控制裝置設(shè)置電力預(yù)測部26。如圖 11所示，電力預(yù)測部26從自現(xiàn)在起過去規(guī)定期間T1中的熱源系統(tǒng)的消費電力的狀態(tài)預(yù)測 將來的消費電力。需求限制部24在從現(xiàn)在經(jīng)過規(guī)定期間Τ2后的預(yù)測消費電力大于第1電 力閾值時，開始需求限制。
[0107] 其中，上述規(guī)定期間Τ1為能夠任意決定的期間，例如，設(shè)定為30分到1小時左右。 并且，上述規(guī)定期間Τ2設(shè)定為至少比開始需求限制之后到系統(tǒng)消費電力開始下降為止的 時間延遲長的時間。
[0108] 如此，從過去的系統(tǒng)消費電力的狀態(tài)預(yù)測將來的系統(tǒng)消費電力，由于根據(jù)該預(yù)測 的系統(tǒng)消費電力來決定是否開始需求限制，因此能夠有效地避免系統(tǒng)消費電力大于合同電 力。
[0109] 關(guān)于基于電力預(yù)測部26的電力預(yù)測的方法，能夠采用公知的預(yù)測技術(shù)，例如，從 過去一定期間中的系統(tǒng)消費電力的變化率預(yù)測將來的電力。
[0110] 另外，在上述的各實施方式中，可以將需求限制功能設(shè)置于各熱源機(jī)控制裝置 10&、1013、10(3，且以熱源機(jī)單位進(jìn)行需求限制來代替系統(tǒng)控制裝置20總括進(jìn)行各熱源機(jī)的 需求限制的方式。
[0111] 此時，如上述的第1電力閾值、第2電力閾值等例如根據(jù)從作為系統(tǒng)整體的合同電 力按比例分配的各個熱源機(jī)的限制電力而設(shè)定，且根據(jù)各熱源機(jī)各自的消費電力與第1電 力閾值、第2電力閾值的關(guān)系而進(jìn)行如上述的需求限制。另外，各熱源機(jī)的消費電力通過在 各熱源機(jī)的電源系統(tǒng)安裝萬用表而能夠被檢測。
[0112] 如此，通過將系統(tǒng)控制裝置20所具備的需求限制功能設(shè)置在各熱源機(jī)控制裝置 也能夠抑制消費電力。
[0113] 而且，作為上述變形例，可以在系統(tǒng)控制裝置20中進(jìn)行消費電力的監(jiān)控。即，系統(tǒng) 控制裝置20監(jiān)控系統(tǒng)消費電力，且在該系統(tǒng)消費電力大于第1電力閾值時，可以對各熱源 機(jī)控制裝置通知開始需求限制的需求限制開始指令。如此，在系統(tǒng)控制裝置20中，進(jìn)行各 閾值與系統(tǒng)消費電力的比較，且可以通過將該比較結(jié)果通知于各熱源機(jī)控制裝置，來實施 需求限制。
[0114] 另外，以各熱源機(jī)單位進(jìn)行需求限制時，在熱源機(jī)之間，設(shè)定溫度的變更速率可以 不同。
[0115] 接著，對本發(fā)明的一實施方式所涉及的電力調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0116] 如圖12所述，本實施方式所涉及的電力調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具備上述的任意實施方式 所涉及的多個熱源系統(tǒng)的系統(tǒng)控制裝置20 &、2013、20(3、及經(jīng)由通信介質(zhì)51與各熱源系統(tǒng)的 系統(tǒng)控制裝置20a、20b、20c連接的中央監(jiān)控裝置50。
[0117] 中央監(jiān)控裝置50從各熱源系統(tǒng)的系統(tǒng)控制裝置20a、20b、20c取得各自的系統(tǒng)消 費電力等，且根據(jù)這種信息與合同電力決定第1電力閾值，并將該第1電力閾值發(fā)送到各系 統(tǒng)控制裝置20。例如，在已經(jīng)進(jìn)行需求限制或?qū)⒁_始需求限制的熱源系統(tǒng)、和需求限制開 始之前有余裕換言之系統(tǒng)消費電力與第1電力閾值之差有規(guī)定值以上的熱源系統(tǒng)存在時， 中央監(jiān)控裝置50增加前者的熱源系統(tǒng)的第1電力閾值，且降低后者的熱源系統(tǒng)的第1電力 閾值。如此，通過將熱源系統(tǒng)之間的系統(tǒng)消費電力進(jìn)行比較來調(diào)整各熱源系統(tǒng)的第1電力 閾值，由此能夠進(jìn)行靈活的電力調(diào)整。
[0118] 符號說明
[0119] 1-熱源系統(tǒng)，2a、2b、2c_熱源機(jī)，3-負(fù)載裝置，4a、4b、4c_冷水泵，5-供水集水管， 6_回水集水管，10a、10b、10c-熱源機(jī)控制裝置，20-系統(tǒng)控制裝置，21-通信介質(zhì)，22-儲存 部,23-電力監(jiān)控部，24-需求限制部，25-需求限制停止部，26-電力預(yù)測部，31-渦輪壓縮 機(jī)，38-逆變器，50-中央監(jiān)控裝置。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱源系統(tǒng)的控制裝置，所述控制裝置適用于具備至少1臺熱源機(jī)的熱源系統(tǒng)， 所述熱源機(jī)根據(jù)設(shè)定溫度對熱源水進(jìn)行加熱或冷卻，并向負(fù)載裝置供給加熱后或冷卻后的 熱源水，所述熱源系統(tǒng)的控制裝置具備： 電力監(jiān)控機(jī)構(gòu)，監(jiān)控所述熱源系統(tǒng)的消費電力；及 需求限制機(jī)構(gòu)，在所述熱源系統(tǒng)的消費電力大于設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾 值時，使所述設(shè)定溫度向所述熱源機(jī)的消費電力下降的方向上升或下降，由此進(jìn)行需求限 制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱源系統(tǒng)的控制裝置，其中， 所述需求限制機(jī)構(gòu)在所述熱源系統(tǒng)的消費電力小于設(shè)定為所述第1電力閾值以下的 第2電力閾值時，使所述設(shè)定溫度向所述熱源機(jī)的消費電力增加的方向下降或上升，在當(dāng) 前設(shè)定溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)設(shè)定溫度時，維持其設(shè)定溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱源系統(tǒng)的控制裝置，其中， 所述需求限制機(jī)構(gòu)在所述熱源機(jī)進(jìn)行所述熱源水的加熱時，使所述設(shè)定溫度下降以使 所述設(shè)定溫度不小于預(yù)先設(shè)定的下限值，在所述熱源機(jī)進(jìn)行所述熱源水的冷卻時，使所述 設(shè)定溫度上升以使所述設(shè)定溫度不大于預(yù)先設(shè)定的上限值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的熱源系統(tǒng)的控制裝置，其中， 所述熱源系統(tǒng)的控制裝置具備使基于所述需求限制機(jī)構(gòu)的需求限制停止的需求限制 停止機(jī)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的熱源系統(tǒng)的控制裝置，其中， 所述熱源系統(tǒng)的控制裝置具備調(diào)節(jié)從外部裝置輸送至所述熱源機(jī)的熱源水的流量的 電動送水機(jī)構(gòu)， 所述需求限制機(jī)構(gòu)在所述熱源系統(tǒng)的消費電力大于所述第1電力閾值的期間，保持所 述送水機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的熱源系統(tǒng)的控制裝置，其中， 所述需求限制機(jī)構(gòu)在所述熱源系統(tǒng)的消費電力為高于所述第1電力閾值的值，且大于 設(shè)定為低于所述合同電力值的第3電力閾值時，使所述熱源機(jī)的規(guī)定的運行停止。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的熱源系統(tǒng)的控制裝置，其中， 所述需求限制機(jī)構(gòu)在所述熱源系統(tǒng)的消費電力大于所述第1電力閾值的期間，進(jìn)行使 所述負(fù)載裝置所具備的電動機(jī)器的消費電力下降的控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的熱源系統(tǒng)的控制裝置，其中， 所述熱源系統(tǒng)的控制裝置具備從過去的規(guī)定期間中的熱源系統(tǒng)的消費電力的狀態(tài)預(yù) 測將來的消費電力的電力預(yù)測機(jī)構(gòu)， 所述需求限制機(jī)構(gòu)在從現(xiàn)在經(jīng)過規(guī)定期間后的預(yù)測消費電力大于所述第1電力閾值 時，開始所述需求限制。
9. 一種熱源系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法適用于具備至少1臺熱源機(jī)的熱源系統(tǒng)， 所述熱源機(jī)根據(jù)設(shè)定溫度對熱源水進(jìn)行加熱或冷卻，并向負(fù)載裝置供給加熱后或冷卻后的 熱源水，其中， 監(jiān)控所述熱源系統(tǒng)的消費電力， 當(dāng)所述熱源系統(tǒng)的消費電力大于設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾值時，使所述設(shè) 定溫度向所述熱源機(jī)的消費電力下降的方向上升或下降，由此進(jìn)行需求限制。
10. -種熱源系統(tǒng)，其具備根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的熱源系統(tǒng)的控制裝置。
11. 一種熱源系統(tǒng)，其具備至少1臺熱源機(jī)，所述熱源機(jī)根據(jù)設(shè)定溫度對熱源水進(jìn)行加 熱或冷卻，并向負(fù)載裝置供給加熱后或冷卻后的熱源水，其中，所述熱源系統(tǒng)具備： 熱源機(jī)控制機(jī)構(gòu)，分別與所述熱源機(jī)對應(yīng)地設(shè)置，并控制對應(yīng)的所述熱源機(jī)；及 系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)，對各所述熱源機(jī)控制機(jī)構(gòu)提供控制指令， 所述系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)具備： 電力監(jiān)控機(jī)構(gòu)，監(jiān)控所述熱源系統(tǒng)的消費電力；及 通知機(jī)構(gòu)，在所述熱源系統(tǒng)的消費電力大于設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾值 時，向各所述熱源機(jī)控制機(jī)構(gòu)通知需求限制開始指令， 所述熱源機(jī)控制機(jī)構(gòu)具備需求限制機(jī)構(gòu)，所述需求限制機(jī)構(gòu)在接收到所述需求限制開 始指令時，使所述設(shè)定溫度向消費電力下降的方向上升或下降，由此進(jìn)行需求限制。
12. -種電力調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其具備： 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的多個熱源系統(tǒng)；及 中央監(jiān)控裝置，經(jīng)由通信介質(zhì)與各所述熱源系統(tǒng)的控制裝置連接， 從所述中央監(jiān)控裝置對各所述熱源系統(tǒng)的控制裝置通知所述第1電力閾值。
13. -種熱源機(jī)的控制裝置，所述熱源機(jī)根據(jù)設(shè)定溫度對熱源水進(jìn)行加熱或冷卻，并向 負(fù)載裝置供給加熱后或冷卻后的熱源水，所述熱源機(jī)的控制裝置具備： 電力監(jiān)控機(jī)構(gòu)，監(jiān)控所述熱源機(jī)的消費電力；及 需求限制機(jī)構(gòu)，在所述熱源機(jī)的消費電力大于設(shè)定為低于合同電力值的第1電力閾值 時，使所述設(shè)定溫度向所述熱源機(jī)的消費電力下降的方向上升或下降，由此進(jìn)行需求限制。
【文檔編號】F24F11/02GK104126098SQ201380010891
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】二階堂智, 上田憲治, 和島一喜, 長谷川泰士, 梅野良枝 申請人:三菱重工業(yè)株式會社