熱泵系統(tǒng)及其運行方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種任一熱泵在除霜中時也能夠適當?shù)乜刂破溥\行臺數(shù)，并且能夠始終以對應于負載的能力運行的熱泵系統(tǒng)及其運行方法。本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)(1)中相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱泵(10A～10C、13A～13D)，所述熱泵系統(tǒng)具備系統(tǒng)控制部(27)，該系統(tǒng)控制部依次運算運行中的熱泵(10A～10C、13A～13D)可輸出的能力，并將其能力運算值作為閾值與系統(tǒng)負載的熱負載進行比較，從而控制熱泵(10A～10C、13A～13D)的運行臺數(shù)。
【專利說明】
熱泵系統(tǒng)及其運行方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱栗的熱栗系統(tǒng)及其運行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]空冷熱栗冷卻器(heat pump chiller)在外部氣溫較低的條件下進行供暖運行時會在熱源側(cè)熱交換器中發(fā)生結(jié)霜(frost)，若該結(jié)霜持續(xù)進行，則阻礙熱交換而降低效率，因此需要使霜融化的除霜(defrost)運行。此時，熱栗冷卻器中，通過利用側(cè)的水熱交換器發(fā)揮蒸發(fā)器的功能來吸走熱量，因此產(chǎn)生向負載的供給溫度降低的問題。
[0003]于是，專利文獻1、2中公開有:在相對于負載連接有多臺熱栗的系統(tǒng)中，某一熱栗結(jié)霜而進入除霜運行時，通過強制運行已停止的熱栗或者運行非穩(wěn)定運行的預備的熱栗來補充(back up)能力的下降量。并且，專利文獻3中公開有極力避免多臺連接的熱栗中2臺以上同時進入除霜運行的技術(shù)。
[0004]另一方面，近年來熱栗單元內(nèi)模塊化取得進展，例如，將各個空冷熱栗冷卻器模塊化，并串聯(lián)連接多臺該模塊來構(gòu)成單元，而且相對于外部負載(系統(tǒng)負載)并聯(lián)連接有多臺單元的結(jié)構(gòu)的熱栗系統(tǒng)走向?qū)嵱没?br>[0005]以往技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本專利公開平6-74531號公報
[0008]專利文獻2:日本專利第3221232號公報
[0009]專利文獻3:日本專利公開2013-108732號公報
[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0012]然而，相對于負載連接有多臺熱栗的結(jié)構(gòu)的熱栗系統(tǒng)中，即使任一熱栗處于除霜中，其中存在能夠發(fā)揮供暖能力的熱栗的情況下，也無需對應于進入除霜運行的熱栗而立即追加運行預備或停止中的熱栗，如專利文獻1、2所示，某一熱栗進入除霜時，與其對應而追加運行預備機或停止機的熱栗系統(tǒng)中具有有可能導致無益地運行預備機或停止機而違背節(jié)能化等問題。
[0013]并且，除霜運行中的熱栗中，利用側(cè)熱交換器發(fā)揮蒸發(fā)器的功能而吸走熱量，因此單純對應于進入除霜運行的熱栗臺數(shù)僅追加運行預備機或停止機時，存在針對系統(tǒng)負載的熱負載有時會陷入能力不足等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種在相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱栗的熱栗系統(tǒng)中，任一熱栗在除霜中時也能夠適當?shù)乜刂破溥\行臺數(shù)，并且能夠始終以對應于負載的能力運行的熱栗系統(tǒng)及其運行方法。
[0015]用于解決技術(shù)課題的手段
[0016]為了解決上述課題，本發(fā)明的熱栗系統(tǒng)及其運行方法采用以下方法。
[0017]S卩，本發(fā)明的第I方式所涉及的熱栗系統(tǒng)為相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱栗的熱栗系統(tǒng)，其具備:系統(tǒng)控制部，依次運算運行中的所述熱栗可輸出的能力，并將其能力運算值作為閾值與所述系統(tǒng)負載的熱負載進行比較，從而控制所述熱栗的運行臺數(shù)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的上述第I方式，在相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱栗的熱栗系統(tǒng)中，由于具備依次運算運行中的熱栗可輸出的能力，并將其能力運算值作為閾值與系統(tǒng)負載的熱負載進行比較從而控制熱栗的運行臺數(shù)的系統(tǒng)控制部，因此即使運行中的熱栗中的任一者進入除霜運行，也可以通過將當時的運行中的熱栗可輸出的能力的運算值作為閾值，并將其與系統(tǒng)負載的熱負載進行比較來控制熱栗的運行臺數(shù)，從而只要運行中的熱栗中存在能夠發(fā)揮供暖能力的熱栗，就無需立即追加運行其他熱栗，能夠以可對應于系統(tǒng)負載的熱負載的能力運行熱栗系統(tǒng)。因此，即使任一熱栗除霜時，也可以根據(jù)條件無需追加運行其他熱栗而以最少的熱栗臺數(shù)有效地運行熱栗系統(tǒng)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。并且，抑制熱栗的通斷頻率，能夠防止發(fā)生因頻繁重復通斷而引起的故障或問題，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
[0019]而且，本發(fā)明的上述第I方式的熱栗系統(tǒng)也可以設(shè)為，在上述熱栗系統(tǒng)中，所述各熱栗的可輸出的能力的運算可通過所述各熱栗側(cè)的控制部或所述系統(tǒng)控制部中的任一者來進行運算。
[0020]根據(jù)上述方式，各熱栗的可輸出的能力的運算可通過各熱栗側(cè)的控制部或系統(tǒng)控制部中的任一者來進行運算，因此即使在各熱栗側(cè)的控制部不具有能力運算功能的情況下，也可以通過對系統(tǒng)控制部附加能力運算功能，從而如上所述，在某一熱栗除霜時，也可以根據(jù)條件無需追加運行預備的熱栗而以最少的熱栗臺數(shù)有效地運行熱栗系統(tǒng)。因此，對既設(shè)的熱栗系統(tǒng)也能夠簡單地適用本發(fā)明。
[0021]而且，本發(fā)明的上述第I方式的熱栗系統(tǒng)也可以設(shè)為，在上述任一熱栗系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，在所述各熱栗中的任一熱栗開始或結(jié)束除霜運行時，可增減該熱栗的能力份來運算所述各熱栗可輸出的能力。
[0022]根據(jù)上述方式，所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，在各熱栗中的任一熱栗開始或結(jié)束除霜運行時，可增減該熱栗的能力份來運算各熱栗可輸出的能力，因此即使通過各熱栗開始或結(jié)束除霜運行來增減可輸出的能力，也能夠包含該增減而隨時準確地運算可輸出的能力。因此，與各熱栗有無除霜運行無關(guān)地，能夠針對系統(tǒng)負載的熱負載準確地設(shè)定熱栗運行臺數(shù)來運行，能夠可靠地避免陷于能力不足的事態(tài)等。
[0023]而且，上述結(jié)構(gòu)的熱栗系統(tǒng)也可以設(shè)為，在上述熱栗系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，可將除霜中的所述熱栗吸走的熱量份作為負能力來運算所述各熱栗可輸出的能力。
[0024]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，可將除霜中的熱栗吸走的熱量份作為負能力來運算各熱栗可輸出的能力，因此不僅減去除霜中的熱栗的能力份，而且將除霜中的熱栗的利用側(cè)熱交換器發(fā)揮蒸發(fā)器的功能而吸走的熱量份進一步作為負能力來運算熱栗可輸出的能力，由此能夠更準確地運算可輸出的能力。因此能夠針對系統(tǒng)負載的熱負載準確地設(shè)定熱栗運行臺數(shù)來運行，能夠可靠地避免陷于能力不足的事態(tài)等。
[0025]而且，本發(fā)明的上述第I方式的熱栗系統(tǒng)也可以設(shè)為，在上述任一熱栗系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，在所述各熱栗中的任一熱栗開始除霜運行時，可乘以預先設(shè)定的裕度來運算運行中的所述熱栗可輸出的能力。
[0026]根據(jù)上述方式，系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，在各熱栗中的任一熱栗開始除霜運行時，可乘以預先設(shè)定的裕度來運算運行中的熱栗可輸出的能力，因此根據(jù)某一熱栗進入除霜運行的情況，可看做是其他熱栗也發(fā)生結(jié)霜并以容易進入除霜的狀態(tài)運行，從而在這種情況下，通過乘以預先設(shè)定的裕度來運算可輸出的能力，以不對該熱栗施加熱負載，能夠抑制結(jié)霜，從而不使其他熱栗追隨進入除霜運行。因此，能夠降低各熱栗進入除霜運行的頻率或延遲進入除霜運行的時間，從而提高供暖運行時的效率。
[0027]而且，也可以設(shè)為，在上述結(jié)構(gòu)的熱栗系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，針對結(jié)束所述除霜運行后的所述熱栗，從結(jié)束除霜運行時刻開始僅在設(shè)定時間內(nèi)解除對所述可輸出的能力乘以所述裕度的乘法運算。
[0028]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，針對結(jié)束除霜運行后的熱栗，從結(jié)束除霜運行時刻開始僅在設(shè)定時間內(nèi)解除對可輸出的能力的乘以裕度的乘法運算，因此運算可輸出的能力時，存在剛剛結(jié)束除霜后的熱栗的情況下，從看作是該熱栗未發(fā)生結(jié)霜的情況判斷為無需乘以裕度，通過從結(jié)束除霜的時刻開始僅在設(shè)定時間內(nèi)解除裕度的乘法運算，能夠運算更接近實際情況的可輸出的能力。由此，能夠更準確地運算可輸出的能力，并針對系統(tǒng)負載的熱負載適當設(shè)定熱栗的運行臺數(shù)來運行。
[0029]而且，也可以設(shè)為，在上述結(jié)構(gòu)的熱栗系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，所述各熱栗持續(xù)供暖運行的時間越長，越逐漸減小所述裕度來進行乘法運算。
[0030]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，各熱栗持續(xù)供暖運行的時間越長，越逐漸減小裕度來進行乘法運算，因此持續(xù)供暖運行的時間越長的熱栗越容易發(fā)生結(jié)霜，追隨其他熱栗容易進入除霜運行，因此此時，乘以根據(jù)運行持續(xù)時間逐漸減小的裕度來運算可輸出的能力，不對該熱栗施加熱負載而抑制結(jié)霜，由此能夠抑制其他熱栗進入除霜運行。因此，能夠降低各熱栗進入除霜的頻率或延遲進入除霜運行的時間，從而提高供暖運行時的效率。
[0031]而且，上述結(jié)構(gòu)的熱栗系統(tǒng)也可以設(shè)為，在上述任一熱栗系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，對運行中的所述熱栗的除霜次數(shù)進行計數(shù)，其次數(shù)越多，越逐漸減小所述裕度來進行乘法運算。
[0032]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，對運行中的熱栗的除霜次數(shù)進行計數(shù)，其次數(shù)越多，越逐漸減小裕度來進行乘法運算，因此即使實施除霜，有時一部分霜也會因未完全融化而殘留，從而在短時間內(nèi)再次進入除霜而使除霜次數(shù)增多，因此此時，對運行中的熱栗的除霜次數(shù)進行計數(shù)，并乘以根據(jù)該次數(shù)逐漸減小的裕度來運算可輸出的能力，由此能夠不對該熱栗施加熱負載而抑制結(jié)霜，并抑制其他熱栗進入除霜運行。因此，能夠降低各熱栗進入除霜的頻率或延遲進入除霜運行的時間，從而提高供暖運行時的效率。
[0033]而且，本發(fā)明的第2方式所涉及的熱栗系統(tǒng)的運行方法為相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱栗的熱栗系統(tǒng)的運行方法，所述方法具備:依次運算運行中的所述熱栗可輸出的能力的過程;將所述能力運算值作為閾值與所述系統(tǒng)負載的熱負載進行比較的過程;及通過所述系統(tǒng)負載的熱負載是否超過所述能力運算值即所述閾值來控制所述熱栗運行臺數(shù)的增減的過程。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的第2方式，在相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱栗的熱栗系統(tǒng)的運行方法中，所述方法具備:依次運算運行中的熱栗可輸出的能力的過程;將能力運算值作為閾值與系統(tǒng)負載的熱負載進行比較的過程;及通過系統(tǒng)負載的熱負載是否超過能力運算值即閾值來控制熱栗運行臺數(shù)的增減的過程，因此即使運行中的熱栗中的任一熱栗進入除霜運行，也可以通過將當時的運行中的熱栗可輸出的能力的運算值作為閾值，并將其與系統(tǒng)負載的熱負載進行比較，通過系統(tǒng)負載的熱負載是否為能力運算值即閾值以上來增減熱栗的運行臺數(shù)，從而只要運行中的熱栗中存在能夠發(fā)揮供暖能力的熱栗，就無需立即追加運行其他熱栗，能夠以可對應于系統(tǒng)負載的熱負載的能力運行熱栗系統(tǒng)。因此，即使任一熱栗除霜時，也可以根據(jù)條件無需追加運行其他熱栗而以最少的熱栗臺數(shù)有效地運行系統(tǒng)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。并且，抑制熱栗的通斷頻率，能夠防止發(fā)生因頻繁重復通斷而引起的故障或問題，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
[0035]而且，本發(fā)明的第2方式的熱栗系統(tǒng)的運行方法也可以設(shè)為，在上述熱栗系統(tǒng)的運行方法中，所述熱栗運行臺數(shù)的增減通過所述系統(tǒng)負載的熱負載是否超過所述能力運算值即所述閾值乘以增級負載率或減級負載率而得到的值來確定。
[0036]根據(jù)上述方式，熱栗運行臺數(shù)的增減通過系統(tǒng)負載的熱負載是否超過能力運算值即閾值乘以增級負載率或減級負載率而得到的值來確定，因此比較能力運算值即閾值與熱負載來增減熱栗的運行臺數(shù)時，比較閾值即能力運算值乘以增級負載率或減級負載率而得到的值與系統(tǒng)負載的熱負載來確定是否增減熱栗的運行臺數(shù)或維持原來的臺數(shù)。由此，預先設(shè)定各熱栗的性能系數(shù)(COP)為規(guī)定值以上的負載率范圍，并在由熱栗的能力與要求熱負載之間的關(guān)系規(guī)定的負載率超過該負載率范圍的上限值(增級負載率)時增加熱栗的運行臺數(shù)，而在負載率超過負載率范圍的下限值(減級負載率)時減少熱栗的運行臺數(shù)，從而增減熱栗的運行臺數(shù)，由此能夠始終以規(guī)定值以上的COP運行各熱栗，因此與運行臺數(shù)的變更無關(guān)地，能夠始終以高COP有效且穩(wěn)定地運行熱栗系統(tǒng)。
[0037]發(fā)明效果
[0038]基于本發(fā)明的熱栗系統(tǒng)及其運行方法，即使運行中的熱栗中的任一熱栗進入除霜運行，也可以通過將當時的運行中的熱栗可輸出的能力的運算值作為閾值，并將其與系統(tǒng)負載的熱負載進行比較來控制熱栗的運行臺數(shù)，從而只要運行中的熱栗中存在能夠發(fā)揮供暖能力的熱栗，就無需立即追加運行其他熱栗，能夠以可對應于系統(tǒng)負載的熱負載的能力運行熱栗系統(tǒng)，因此即使某一熱栗除霜時，也可以根據(jù)條件無需追加運行其他熱栗而以最少的熱栗臺數(shù)有效地運行熱栗系統(tǒng)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。并且，抑制熱栗的通斷頻率，能夠防止發(fā)生因頻繁重復通斷而引起的故障或問題，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明的第I實施方式所涉及的熱栗系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0040]圖2是上述熱栗系統(tǒng)的各單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0041]圖3是控制上述熱栗系統(tǒng)的各單元的運行臺數(shù)時的流程圖。
[0042]圖4是增減上述熱栗系統(tǒng)的各單元的運行臺數(shù)時的控制閾值的示意圖。
【具體實施方式】
[0043]以下參考附圖對本發(fā)明所涉及的實施方式進行說明。
[0044][第I實施方式]
[0045]以下，利用圖1至圖4對本發(fā)明的第I實施方式進行說明。
[0046]圖1示出本發(fā)明的第I實施方式所涉及的熱栗系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖，圖2示出其各單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0047]熱栗系統(tǒng)I具備對風機盤管單元等空調(diào)設(shè)備、供熱水設(shè)備、工廠設(shè)備等外部負載(以下稱為系統(tǒng)負載。)2進行熱介質(zhì)(在此為溫水或冷水)的循環(huán)的熱介質(zhì)配管3。該熱介質(zhì)配管3的供給側(cè)設(shè)置有供給集管(supply header )4，返回側(cè)設(shè)置有回流集管(returnheader)5。
[0048]回流集管5與供給集管4之間連接有具備旁通閥6的旁通配管7，設(shè)為能夠使熱介質(zhì)從供給集管4側(cè)向回流集管5側(cè)通過旁通配管。并且，回流集管5與供給集管4之間分別經(jīng)由熱介質(zhì)配管8六、88、8(:及熱介質(zhì)栗94、98、9(:并聯(lián)連接有多臺熱栗1(^、1(?、10(:。在此示出并聯(lián)連接3臺熱栗10A、10B、10C的例子，臺數(shù)當然可根據(jù)系統(tǒng)負載的大小等來增減。
[0049]以下，本實施方式中，將該熱栗10A、10B、10C分別稱為“單元”，各單元10A、10B、10C可以為分別由單獨的熱栗構(gòu)成的單元或串聯(lián)連接多臺熱栗而構(gòu)成的單元中的任一者，并且，當為由多臺熱栗構(gòu)成的單元時，將各個熱栗稱為“模塊”，稱為該模塊的熱栗設(shè)為包含模塊化的熱栗、未模塊化的通常熱栗中的任一者。
[0050]各單元10A、10B、10C中設(shè)置有單獨控制各單元1(^、1(?、10(:的單元側(cè)控制部11八、118、11(:。并且，各單元1(^、1(?、10(:將各個熱栗(在此為熱栗冷卻器)12作為模塊134、138、13C、13D串聯(lián)連接多臺而構(gòu)成。另外，該實施方式中例示有通過串聯(lián)連接4臺模塊13A至13D來構(gòu)成I臺單元10A、10B、1C的方式，但模塊的連接臺數(shù)并不限定于此，可適當進行增減。[0051 ]以下對構(gòu)成各模塊13A、13B、13C、13D的各個熱栗冷卻器12的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0052]熱栗冷卻器12具備閉合電路的制冷循環(huán)，該閉合電路的制冷循環(huán)通過將并聯(lián)連接的多臺壓縮機14A、14B、切換制冷劑的流動方向的四通切換閥15、對制冷劑與水進行熱交換而制造溫水或冷水的水熱交換器16、膨脹閥17、及對外部氣體與制冷劑進行熱交換的空氣熱交換器18依次經(jīng)由制冷劑配管連接來構(gòu)成。該熱栗冷卻器12本身可以是公知的，各模塊13A至13D可使用相同結(jié)構(gòu)的熱栗冷卻器12。但并不一定要相同結(jié)構(gòu)。
[0053]各個熱栗冷卻器12具備根據(jù)分別設(shè)置于水熱交換器16的熱介質(zhì)入口配管及出口配管的溫度傳感器19、20的檢測值來控制壓縮機14A、14B的轉(zhuǎn)速等的模塊基板21、逆變器基板22A、22B等控制系統(tǒng)，且設(shè)為模塊化的結(jié)構(gòu)。
[0054]在本實施方式中，如圖2所示，上述各單元10A、10B、10C構(gòu)成為對于熱介質(zhì)配管8A、8B、8C串聯(lián)連接有4臺模塊13A至13D，且構(gòu)成為在其模塊之一 13A上設(shè)置有具備總括控制4臺模塊13A至13D的單元總括基板23及操作部24的各單元側(cè)控制部11A、11B、11C。該單元側(cè)控制部11A、11B、IIC中輸入有針對各單元10A、10B、1C且來自設(shè)置于熱介質(zhì)入口配管及出口配管的溫度傳感器25、26的檢測值。
[0055]并且，上述熱栗系統(tǒng)I中設(shè)置有控制相對于系統(tǒng)負載2并聯(lián)連接的多臺單元10A、10B、1C的運行臺數(shù)的系統(tǒng)控制部27。該系統(tǒng)控制部27隨時運算系統(tǒng)負載2的熱負載(流量X往返溫度差X比重.比熱)Q與運行中的單元10A、10B、10C可輸出的能力C，并根據(jù)其結(jié)果比較兩者，從而控制單元1A、1B、1C的運行臺數(shù)的增減。
[0056]以下，參考圖3及圖4對由系統(tǒng)控制部27進行的單元10A、10B、10C的運行臺數(shù)的增減控制進行詳細說明。
[0057]圖3中示出增減運行臺數(shù)時的控制流程圖，圖4中示出其控制閾值的示意圖。
[0058]若控制開始，則在步驟SI及步驟SII中隨時執(zhí)行系統(tǒng)負載2的熱負載Q及運行中的單元1A、1B、1C可輸出的能力C的計算(運算)。關(guān)于系統(tǒng)負載2的熱負載Q，在步驟S2中從各傳感器獲取向負載側(cè)的送水數(shù)據(jù)即主管流量F、冷水去流溫度Ts、冷水回流溫度Tr等，并且在步驟S3中讀入預先設(shè)定的比重Cp、比熱P等數(shù)據(jù)，在步驟S4中能夠根據(jù)下述式(I)來進行運算。
[0059]Q=F(Tr-Ts)Cp.P (I)
[0060]另一方面，關(guān)于運行中的單元10A、10B、1C可輸出的能力C，在步驟S12中獲取將運行中的單元1A、1B、1C的各模塊13A至13D的除霜狀態(tài)監(jiān)視數(shù)據(jù)作為供暖運行模塊數(shù)Mh、除霜模塊Md，并且通過在步驟S13中讀入預先設(shè)定的各模塊(熱栗)的額定能力Crate，在步驟S14中能夠根據(jù)下述式(2)來進行運算。
[0061 ] C= Σ {Crate(Mh/Ms+Md)-Crate(Md/Mh+Md)} (2)
[0062]另外，可以由αX Md 代替 Crate (Md/Mh+Md)。
[0063]在此，關(guān)于供暖運行中的各單元10A、10B、10C可輸出的能力C，當構(gòu)成各單元10A、10B、10C的4臺模塊13A至13D中的任一空氣熱交換器18結(jié)霜時，為了使霜融化不得不進行除霜運行，該模塊的供暖運行被中斷，因此需要減去其能力來進行運算。例如，將各單元10A、10B、10C的能力分別設(shè)為10kW時，在上述I單元4模塊的情況下，若I模塊結(jié)霜而進入除霜運行，則各單元可輸出的能力C成為10kWX (3/4) =75kW。
[0064]在步驟S5中比較如此運算的系統(tǒng)負載2的熱負載Q與供暖運行中的單元1A至1C可輸出的能力C，以增減單元1A至1C的運行臺數(shù)。即，本實施方式中構(gòu)成為，依次運算運行中的單元1A至1C可輸出的能力C，并將其運算值用作控制單元的運行臺數(shù)的增減時的閾值。上述實例中，如圖4所示，一般，當熱負載Q超過可輸出的能力C即10kW時，增加單元1A至1C的運行臺數(shù)，但I模塊處于除霜中且可輸出的能力C成為75kW，因此將該值作為閾值增加單元1A至1C的運行臺數(shù)。
[0065]如此，在步驟S5中，判斷系統(tǒng)負載2的熱負載Q是否超過可輸出的能力C，若為是，則過渡到步驟S6指示增加I臺單元1A至1C的運行臺數(shù)。本實施方式中，在比較熱負載Q與可輸出的能力C來控制單元1A至1C的運行臺數(shù)的增減時，使用可輸出的能力C乘以增級負載率及減級負載率而得到的值。
[0066]就該增級負載率及減級負載率而言，預先設(shè)定各單元1A至1C的性能系數(shù)(COP)為規(guī)定值以上的負載率范圍，并在由單元1A至1C的能力與要求熱負載之間的關(guān)系規(guī)定的負載率超過定義為該負載率范圍的上限值的增級負載率時增加單元1A至1C的運行臺數(shù)，而在負載率超過定義為負載率范圍的下限值的減級負載率時減少單元1A至1C的運行臺數(shù)，從而增減單元1A至1C的運行臺數(shù)，由此能夠使各單元1A至1C始終以規(guī)定值以上的COP運行。
[0067]由此，在步驟S5中判斷為“Q>CX增級負載率”，而當熱負載Q超過“C X增級負載率”時，在步驟S6中計算成為“Q<CX增級負載率”的單元臺數(shù)并指示增加運行臺數(shù)。并且，若在步驟S5中判斷為否，則過渡到步驟S7，在此判斷為“Q>CX減級負載率”，而當熱負載Q超過“C X減級負載率”時，過渡到步驟S8，指示減少單元1A至1C的運行臺數(shù)，若在步驟S7中判斷為否，則過渡到步驟S9，不作任何動作(不增減運行臺數(shù))而返回到開始位置。
[0068]另外，上述實施方式中，對由系統(tǒng)控制部27運算運行中的單元1A至1C可輸出的能力C的例子進行了說明，但也可以設(shè)為如下系統(tǒng):由各單元1A至1C側(cè)的控制部IlA至lie運算各單元1A至1C可輸出的能力C，并將其運算結(jié)果發(fā)送到系統(tǒng)控制部27來確定運行臺數(shù)的增減。此時，各單元1A至1C側(cè)的控制部11A至11C擔負圖4中的步驟SI I至步驟S14所示的功能。
[0069]如此一來，基于上述熱栗系統(tǒng)I，能夠通過運行適當臺數(shù)的單元1A至1C來制造冷水或溫水，并通過對系統(tǒng)負載2循環(huán)該冷水或溫水來供其利用。此時，在系統(tǒng)控制部27或單元側(cè)控制部IlA至IlC中，隨時運算系統(tǒng)負載2的熱負載Q及各單元1A至1C可輸出的能力C，并通過比較該熱負載Q與可輸出的能力C，控制單元1A至1C的運行臺數(shù)的增減，以可對應于系統(tǒng)負載2的熱負載Q的能力來運行熱栗系統(tǒng)I。
[0070]即，本實施方式中，由于具備依次運算各單元1A至1C可輸出的能力C，并將其能力運算值C作為閾值與系統(tǒng)負載2的熱負載Q進行比較來控制單元1A至1C的運行臺數(shù)的系統(tǒng)控制部27，因此即使各單元1A至1C內(nèi)任一模塊13A至13D進入除霜運行，也可以通過將當時的各單元1A至1C可輸出的能力C的運算值作為閾值，并將其與系統(tǒng)負載2的熱負載Q進行比較來控制單元1A至1C的運行臺數(shù)，從而只要在該單元1A至1C內(nèi)存在能夠發(fā)揮供暖能力的模塊13A至13D，就無需立即追加運行其他單元1A至10C，能夠以可對應于系統(tǒng)負載2的能力來運行熱栗系統(tǒng)I。
[0071]因此，即使單元1A至1C內(nèi)的模塊13A至13D為除霜時，也可以根據(jù)條件無需追加運行其他單元1A至1C而以最少的單元臺數(shù)有效地運行熱栗系統(tǒng)I，由此能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。并且，抑制單元1A至1C的通斷頻率，并防止發(fā)生因頻繁重復通斷而引起的故障或問題，從而提高熱栗系統(tǒng)I的可靠性。
[0072]并且，比較系統(tǒng)負載2的熱負載Q與運行中的單元1A至1C可輸出的能力C來控制單元1A至1C的運行臺數(shù)的增減時，由系統(tǒng)負載2的熱負載Q是否超過閾值即可輸出的能力C乘以增級負載率或減級負載率而得到的值來確定，因此能夠始終以規(guī)定值以上的性能系數(shù)(COP)運行各單元1A至10C，因此，與運行臺數(shù)的變更無關(guān)地，能夠始終以高COP有效且穩(wěn)定地運行熱栗系統(tǒng)I。
[0073]并且，就運行中的單元1A至1C的可輸出的能力C的運算而言，當各單元1A至1C內(nèi)任一模塊13A至13D開始或結(jié)束除霜運行時，增減該模塊13A至13D的能力份來運算，因此即使通過各模塊13A至13D開始或結(jié)束除霜來增減可輸出的能力C，也能夠包含該增減而隨時準確地運算可輸出的能力。因此，與各模塊13A至13D有無除霜運行無關(guān)地，能夠針對系統(tǒng)負載2的熱負載Q準確地設(shè)定單元運行臺數(shù)來運行，能夠可靠地避免陷于能力不足的事態(tài)等。
[0074]而且，本實施方式中，就各單元1A至1C的可輸出的能力C的運算而言，可由各單元側(cè)的控制部IlA至IlC或系統(tǒng)控制部27中的任一者來進行運算，因此即使在各單元側(cè)的控制部IlA至IlC不具有能力運算功能的情況下，通過對系統(tǒng)控制部27附加能力運算功能，當某一模塊13A至13D除霜時，也可以根據(jù)條件無需追加運行預備的單元1A至10，并對應于系統(tǒng)負載2的熱負載Q而以最少的單元臺數(shù)有效地運行熱栗系統(tǒng)I。由此，對既設(shè)的熱栗系統(tǒng)也能夠簡單地適用本發(fā)明。
[0075][其他實施方式]
[0076]接著，對本發(fā)明的其他實施方式進行說明。
[0077][實施例1]
[0078]上述的第I實施方式中，構(gòu)成各單元1A至1C的多臺模塊13A至13D中的任一者進入除霜運行或結(jié)束其運行時，增減其模塊13A至13D的能力份來運算可輸出的能力C，但在熱栗中，若供暖時進入除霜運行，則利用側(cè)熱交換器即水熱交換器16發(fā)揮蒸發(fā)器的功能，因此該1?塊13A至13D中從負載側(cè)開始吸走熱M。
[0079]本實施例中，考慮該點來運算可輸出的能力C。
[0080]S卩，就進入除霜運行的模塊13A至13D而言，不僅可輸出的能力C成為零，而且吸走的熱量份作為負能力發(fā)揮作用，因此上述的I單元為4模塊的情況下，I模塊結(jié)霜而進入除霜運行時，各單元的可輸出的能力C成為
[0081 ] 10kffX (3/4)-100kWX (1/4) =50kW。
[0082]并且，3模塊結(jié)霜而進入除霜運行時，成為
[0083]10kff X (I/4) -1OOkff X (3/4) = -50kff,
[0084]單元1A至1C的能力成為負能力，因此也可以考慮追加的單元運行臺數(shù)為I臺或2臺。
[0085]如此，不僅減去除霜中的模塊13A至13D的能力份，而且將除霜中的模塊13A至13D的利用側(cè)熱交換器發(fā)揮蒸發(fā)器的功能而吸走的熱量份作為負能力來運算單元1A至1C的可輸出的能力C，由此能夠更準確地運算可輸出的能力C，因此能夠針對系統(tǒng)負載2的熱負載Q準確地設(shè)定單元運行臺數(shù)來運行，能夠可靠地避免陷于能力不足的事態(tài)等。
[0086][實施例2]
[0087]而且，根據(jù)單元1A至1C內(nèi)任一模塊13A至13D進入除霜運行的情況，能夠看做是其他模塊13A至13D也發(fā)生結(jié)霜，并以容易進入除霜的狀態(tài)運行。這種情況下，其他模塊13A至13D也可能追隨進入除霜，為了避免這種情況，在運算可輸出的能力C時，設(shè)定裕度(例如，
0.9)并乘以該裕度，以不對單元1A至1C施加熱負載，由此能夠抑制結(jié)霜，從而不使其他模塊13A至13D追隨進入除霜運行。
[0088]就此時的各單元1A至1C的可輸出的能力C而言，在上述的I單元4模塊的情況下，I模塊除霜時，能夠運算為
[0089]10kffX (3/4) X0.9 = 67.5kff
[0090]或
[0091]10kWX (3/4) X0.9-100kWX (1/4) =42.5kW。
[0092]如此，在能夠看做是以容易進入除霜的狀態(tài)運行的情況下，乘以預先設(shè)定的裕度來運算可輸出的能力C，以不對該單元1A至1C施加熱負載，由此能夠抑制結(jié)霜，從而不使其他模塊13A至13D追隨進入除霜運行，由此，能夠降低各模塊13A至13D進入除霜的頻率或延遲進入除霜的時間，從而提高供暖運行時的效率。
[0093]另外，裕度在上述中設(shè)為“例如0.9”，當然并不限定于此，可適當進行變更。并且，可根據(jù)供暖運行中的模塊13A至13D的數(shù)量改變裕度。
[0094][實施例3]
[0095]上述實施例2中，進行單元1A至1C的可輸出的能力C的運算時，通過乘以裕度，使其他模塊13A至13D難以進入除霜，但結(jié)束除霜后的模塊13A至13D—般能夠看作是未發(fā)生結(jié)霜。因此，關(guān)于結(jié)束除霜后的模塊13A至13D，可從結(jié)束除霜運行時刻開始僅在設(shè)定時間T內(nèi)運算可輸出的能力C時解除上述裕度的乘法運算。
[0096]S卩，上述實施例2的后一實例中，I模塊在除霜中而I模塊處于結(jié)束除霜后時間T以內(nèi)時，能夠?qū)⒖奢敵龅哪芰運算為
[0097]10kffX (2/4) X0.9+100kWX (l/4)-100kWX (l/4)=45kW。
[0098]如此，在單元1A至1C內(nèi)存在剛剛結(jié)束除霜后的模塊13A至13D的情況下，從對該模塊13A至13D結(jié)束除霜運行時刻開始僅在設(shè)定時間內(nèi)運算可輸出的能力C時解除裕度的乘法運算，由此能夠運算更接近實際情況的可輸出的能力C。因此，能夠更準確地運算可輸出的能力C，針對系統(tǒng)負載2的熱負載Q適當設(shè)定單元1A至1C的運行臺數(shù)來運行。
[0099][實施例4]
[0100]并且，各單元1A至1C或模塊13A至13D持續(xù)供暖運行的時間越長，越容易發(fā)生結(jié)霜，追隨其他模塊13A至13D容易進入除霜運行。因此，能夠根據(jù)供暖運行的持續(xù)時間，其時間越長，越逐漸減小上述裕度來進行乘法運算。即，裕度的設(shè)定中引入時間概念，例如每經(jīng)過t分鐘，裕度降低10%。
[0101 ]此時，丨單元4模塊中，I模塊在除霜中時，作為單元1A至1C的除霜持續(xù)t分鐘時，可輸出的能力C能夠運算為
[0102]10kffX (3/4) X (卜0.I X t)_100kWX (1/4) =50kW。
[0103]如此，乘以根據(jù)運行持續(xù)時間逐漸減小的裕度來運算可輸出的能力C，以不對該單元1A至1C施加熱負載而抑制結(jié)霜，由此能夠抑制其他模塊13A至13D進入除霜運行。因此，能夠降低各模塊13A至13D進入除霜的頻率或延遲進入除霜運行的時間，從而提高供暖運行時的效率。
[0104][實施例5]
[0105]而且，即使實施除霜，有時霜也會因不完全融化而殘留，這種情況下，容易再次進入除霜。于是，可以對單元1A至1C運行中的模塊13A至13D的除霜次數(shù)進行計數(shù)，除霜次數(shù)越多，越逐漸減小裕度來進行乘法運算。即，根據(jù)除霜次數(shù)，例如通過I次除霜每降低10%的裕度來進行乘法運算，從而運算可輸出的能力C。
[0106]此時，I單元4模塊中，I模塊進入除霜且持續(xù)運行中的3模塊分別完成2次除霜時，可輸出的能力C能夠運算為
[0107]10kffX (3/4) X(l-0.1X2)-100kffX(l/4)=35kff
[0108]如此，有時因除霜時的霜的不完全融化而在短時間內(nèi)再次進入除霜從而除霜次數(shù)增多，因此此時，對單元運行中的模塊13A至13D的除霜次數(shù)進行計數(shù)，并乘以根據(jù)該次數(shù)逐漸減小的裕度來運算可輸出的能力C，由此能夠不對該單元1A至1C施加熱負載而抑制結(jié)霜，并抑制其他模塊13A至13D進入除霜運行。因此，能夠降低各模塊13A至13D進入除霜的頻率或延遲進入除霜運行的時間，從而提高供暖運行時的效率。
[0109]另外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式所涉及的發(fā)明，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)，可適當進行變形。例如，上述實施方式中將各模塊13A至13D除霜時吸走的熱量設(shè)為與各模塊13A至13D的能力同等，但也可以另外賦予固定值。
[0110]而且，上述實施方式中，為方便起見，將各個熱栗稱為模塊或連接I臺或多臺的熱栗稱為單元而進行了說明，但本發(fā)明也能夠適用于將相對于負載連接有多臺單個熱栗的熱栗系統(tǒng)、或?qū)⒍嗯_熱栗設(shè)為單元并將其連接多臺的熱栗系統(tǒng)中的任一者，此時，分別代替模塊或單元稱作熱栗即可，并且，如上所述，各熱栗可以為模塊化的熱栗或未模塊化的熱栗中的任一者。
[0111]符號說明
[0112]1-熱栗系統(tǒng)，2-系統(tǒng)負載(外部負載)，1(^、1(?、10(:-單元(熱栗)，114、118、11(:-單元側(cè)控制部，12-熱栗(熱栗冷卻器)，13A、13B、13C、13D-模塊(熱栗)，27-系統(tǒng)控制部。
【主權(quán)項】
1.一種熱栗系統(tǒng)，相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱栗，所述熱栗系統(tǒng)具備: 系統(tǒng)控制部，依次運算運行中的所述熱栗可輸出的能力，并將其能力運算值作為閾值與所述系統(tǒng)負載的熱負載進行比較，從而控制所述熱栗的運行臺數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱栗系統(tǒng)，其中， 所述各熱栗的可輸出的能力的運算可通過所述各熱栗側(cè)的控制部或所述系統(tǒng)控制部中的任一者來進行運算。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱栗系統(tǒng)，其中， 所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，在所述各熱栗中的任一熱栗開始或結(jié)束除霜運行時，可增減該熱栗的能力份來運算所述各熱栗可輸出的能力。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱栗系統(tǒng)，其中， 所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，可將除霜中的所述熱栗吸走的熱量份作為負能力來運算所述各熱栗可輸出的能力。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的熱栗系統(tǒng)，其中， 所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，在所述各熱栗中的任一熱栗開始除霜運行時，可乘以預先設(shè)定的裕度來運算運行中的所述熱栗可輸出的能力。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱栗系統(tǒng)，其中， 所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，針對結(jié)束所述除霜運行后的所述熱栗，從結(jié)束除霜運行時刻開始僅在設(shè)定時間內(nèi)解除對所述可輸出的能力乘以所述裕度的乘法運算。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱栗系統(tǒng)，其中， 所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，所述各熱栗持續(xù)供暖運行的時間越長，越逐漸減小所述裕度來進彳丁乘法運算。8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中的任一項所述的熱栗系統(tǒng)，其中， 所述系統(tǒng)控制部構(gòu)成為，對運行中的所述熱栗的除霜次數(shù)進行計數(shù)，其次數(shù)越多，越逐漸減小所述裕度來進行乘法運算。9.一種熱栗系統(tǒng)的運行方法，所述熱栗系統(tǒng)中相對于系統(tǒng)負載連接有多臺熱栗，所述方法具備: 依次運算運行中的所述熱栗可輸出的能力的過程;將所述能力運算值作為閾值與所述系統(tǒng)負載的熱負載進行比較的過程;及通過所述系統(tǒng)負載的熱負載是否超過所述能力運算值即所述閾值來控制所述熱栗運行臺數(shù)的增減的過程。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱栗系統(tǒng)的運行方法，其中， 所述熱栗運行臺數(shù)的增減通過所述系統(tǒng)負載的熱負載是否超過所述能力運算值即所述閾值乘以增級負載率或減級負載率而得到的值來確定。
【文檔編號】F25B49/02GK105849484SQ201480070615
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月11日
【發(fā)明人】二階堂智, 淵本剛, 松尾實, 大內(nèi)敏昭
【申請人】三菱重工業(yè)株式會社