[发明专利]热源系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热源机相对于载热体串联地连接的热源系统及其控制方法。

背景技术

一般地，给空调机等负荷供给冷水（载热体）的热源机（例如涡轮制冷机、吸收式制冷机等）在额定时，按例如将12℃的冷水冷却到7℃后供给到负荷来运行。为了能够供给比这样的额定的5℃温度差更大的温度差的冷水，已知一种将两台热源机相对于冷水串联地连接的构成（参照例如专利文献1）。由此，例如，上游侧热源机将17℃冷却到12℃，下游侧热源机将12℃冷却到7℃，其结果能够以从17℃到7℃的10℃的温度差来运行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2001-355938号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

上述的以往的热源系统是在各个热源机以额定的5℃温度差来运行的前提下进行设计的。因此，将冷水回水温度（17℃）与冷水供水温度（7℃）中间的中间温度（12℃）设为固定值。并且，一般地，根据负荷的要求从热源系统供给的冷水温度也多设为设定值（例如7℃）。于是，在负荷的需求减少且冷水回水温度降低的情况下，若中间温度固定，虽然下游侧热源机进行将冷水从12℃冷却到7℃的运行，但上游侧热源机则不得不变为从低于17℃的温度（例如15℃）到12℃的温度差在5℃以下的部分负荷运行。例如，若降低了的回水温度为15℃，负荷率变为（15℃-12℃）／5℃＝60％。然而，由于本身上游侧热源机与下游侧热源机相比输出冷水温度高，因而能够进行高COP的运行。尽管如此，若将中间温度设为固定值，在负荷的需求减少的情况下，只有COP较低的下游侧热源机在负荷率100％下运行，能够进行高COP的运行的上游侧热源机在低负荷率下几乎无法运行。

这样的话，就不能够说作为热源系统整体在进行高效率的运行，需要进一步的改善。

本发明是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于，提供一种能够使包括两台相对于载热体串联地连接的热源机的热源系统高效率地运行的热源系统及其控制方法。

解决问题的技术手段

为解决上述问题，本发明的热源系统及其控制方法采用以下手段。

即，本发明所涉及的热源系统为使从负荷导入的具有规定回水温度的载热体变化到规定的供水温度，并向所述负荷供给载热体的热源系统，其包括：上游侧热源机，其使所述载热体从所述回水温度变化到中间温度；下游侧热源机，其使通过该上游侧热源机其温度变化到中间温度后的载热体变化到所述供水温度；控制部，其可变地设定所述中间温度。

本发明的热源系统，通过上游侧热源机和下游侧热源机使载热体温度依次变化（例如降低），由此实现大温度差的载热体供给。对这样的热源系统的情况，上游侧热源机进行动作，使载热体温度从回水温度变化到中间温度，下游侧热源机进行动作，使载热体温度从中间温度变化到供水温度。即，各热源机是根据与中间温度的温度差来确定输出（负荷率）的。本发明中，由于通过控制部可变地设定中间温度，因而能够任意地变更各热源机的负荷率。因此，作为热源系统整体能够实现使动力消耗或电力消耗减少的运行和使运行成本减少的运行等。

作为热源机可以列举出，例如电动式涡轮制冷机、吸收式制冷机、风冷热泵等。

进一步地，在本发明的第1实施方式所涉及的热源系统中，所述上游侧热源机及／或所述下游侧热源机为电动式涡轮制冷机，所述控制部设定所述中间温度，使与电动式涡轮制冷机的负荷率相应的动力消耗为规定值以下。

根据负荷率（额定负荷设为100％。），电动式涡轮制冷机的电动压缩机等的动力消耗（电力消耗）变化。控制部设定中间温度使动力消耗达到规定值以下。由此，实现动力消耗少的运行。

另外，在中间温度在电动式涡轮制冷机能够取到的范围内变化的情况下，优先将中间温度设定为使动力消耗达到约最小。例如，至少选取电动式涡轮制冷机能够取到的中间温度三个点，得到这三个点处的动力消耗。然后，根据这三个点的中间温度和动力消耗的组合得出二次曲线，计算动力消耗达到极小值时的中间温度，并设定为该中间温度。

另外，在运算动力消耗的时候，优选考虑涡轮制冷机输出的载热体温度或对涡轮制冷机进行冷却的冷凝器的冷却水温度。

作为电动式涡轮制冷机可以是电动压缩机以一定速度转动的定速机，也可以是电动压缩机以任意速度转动的变速机，还可以是它们的组合。

进一步地，在本发明的第2实施方式所涉及的热源系统中，所述上游侧热源机及／或所述下游侧热源机为吸收式制冷机，所述控制部设定所述中间温度，使所述吸收制冷机的运行成本为规定值以下。