運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)，其支援針對(duì)隨時(shí)刻變化的水質(zhì)或電費(fèi)單價(jià)，有效地使用淡水箱的緩沖功能，能夠降低動(dòng)力費(fèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的擬定。本發(fā)明在具有存儲(chǔ)制成的淡水的淡水箱的水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)（1）中具備：鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部（8），其求出原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值；水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部（10），其求出原水的水溫預(yù)測(cè)值；運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部（28），其根據(jù)鹽濃度預(yù)測(cè)值、水溫預(yù)測(cè)值、設(shè)置水淡化裝置的地域的分時(shí)電費(fèi)單價(jià)、淡水箱上限水量、淡水箱下限水量、淡水箱內(nèi)淡水量以及淡水需要量，求出水淡化設(shè)備的動(dòng)力費(fèi)來(lái)計(jì)算制水計(jì)劃（26）；以及制水計(jì)劃顯示部（30），其顯示計(jì)算出的制水計(jì)劃（26）。
【專利說(shuō)明】運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)
[0001]技術(shù)區(qū)域
[0002]本發(fā)明涉及在使用從海水或鹽水得到淡水的膜的水淡化設(shè)備中，具有將制水量變更為恰當(dāng)?shù)闹档墓δ艿倪\(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來(lái)，使用半透膜進(jìn)行過(guò)濾處理的海水淡化裝置或鹽水淡化裝置處于增加的傾向。在半透膜中，根據(jù)構(gòu)造以及使用方法的不同，具有反滲透膜和正滲透膜。這些半透膜由纖維素或聚酰胺等材料制成，在反滲透膜時(shí)，通過(guò)施加海水的滲透壓以上的壓力，使鹽分不通過(guò)膜而使水通過(guò)，由此能夠得到淡水。
[0004]例如，在以海水為原水時(shí)，其滲透壓為2.4Mpa左右，一般通過(guò)大約其兩倍以上的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)泵，其動(dòng)力費(fèi)占據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的大部分比例。因此，通過(guò)泵的高效化或使用泵效率高的大型泵，可以謀求降低動(dòng)力費(fèi)。但是，這些硬件的對(duì)策存在界限，此外，還存在初始費(fèi)用增大等缺點(diǎn)。
[0005]另一方面，上述的半透膜的淡水制水性能受到幾個(gè)外部條件的影響。例如，在海水淡化設(shè)備時(shí)，在海水的水溫高時(shí)得到的淡水多。此外，在海水的鹽濃度高時(shí)得到的淡水少。這些條件根據(jù)季節(jié)而不同，特別是在河流位于海水淡化設(shè)備的取水口的附近時(shí)，顯著受到天氣或潮汐的影響。結(jié)果，為了得到希望的淡水而需要的動(dòng)力隨時(shí)間變化。因此，如果實(shí)施運(yùn)轉(zhuǎn)在制水需要的動(dòng)力小的時(shí)刻制出多的淡水，在制水需要的動(dòng)力大的時(shí)刻制出少的淡水，則可以降低動(dòng)力費(fèi)能夠降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
[0006]一般在海水淡化設(shè)備的后段設(shè)置有淡水箱，從該淡水箱向設(shè)備外輸送淡水。簡(jiǎn)單地實(shí)施運(yùn)轉(zhuǎn)在制水需要的動(dòng)力小的時(shí)刻制出多的淡水，在制水需要的動(dòng)力大的時(shí)刻制出少的淡水時(shí)，淡水箱有可能超過(guò)上限水位而溢流，或者低于下限水位而變空。因此，需要在掌握淡水箱的水位(或水量)后設(shè)定制水量。
[0007]并且，根據(jù)地域有時(shí)采取電費(fèi)單價(jià)隨季節(jié)或時(shí)刻而不同的費(fèi)用體系。為了降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，在該電費(fèi)單價(jià)便宜的時(shí)間段制出多的淡水，在高價(jià)的時(shí)間段制出少的淡水或不制水的運(yùn)轉(zhuǎn)也有效。但是，在把將來(lái)隨時(shí)間變化的水質(zhì)條件或電費(fèi)單價(jià)以及具有緩沖功能的淡水箱的水位(或水量)全部進(jìn)行考慮后，確實(shí)難以擬定運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃。為了解決該課題，目前提出了以下的現(xiàn)有技術(shù)。
[0008]在專利文獻(xiàn)I中，記載了與面向凈水廠的過(guò)濾處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)支援裝置有關(guān)的技術(shù)，特別是記載了根據(jù)原水的渾濁度等信息，表示推薦運(yùn)轉(zhuǎn)條件。但是專利文獻(xiàn)I的發(fā)明沒(méi)有把含有大量的鹽的海水或鹽水作為對(duì)象，無(wú)法用于水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)支援。這是因?yàn)槿缟纤鍪褂昧四さ乃O(shè)備的動(dòng)力費(fèi)受到鹽濃度變化的很大的影響。
[0009]專利文獻(xiàn)2至4都是以海水淡化設(shè)備為對(duì)象的發(fā)明。在專利文獻(xiàn)2中，記載了與使用反滲透膜模塊的制水廠的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置有關(guān)的技術(shù)，特別是表示了根據(jù)供水的溫度或濃度等計(jì)算能夠生產(chǎn)的生產(chǎn)水量范圍。但是，在專利文獻(xiàn)2的發(fā)明中，無(wú)法確立考慮了隨時(shí)刻變化的電費(fèi)單價(jià)的應(yīng)對(duì)以及具有緩沖功能的淡水箱的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃。[0010]在專利文獻(xiàn)3中，記載了與設(shè)定為恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)條件，削減電量的海水淡化裝置有關(guān)的技術(shù)。專利文獻(xiàn)3中記載的發(fā)明使用海水的溫度信息，但是無(wú)法構(gòu)筑考慮了隨時(shí)刻變化的電費(fèi)單價(jià)的應(yīng)對(duì)以及具有緩沖功能的淡水箱的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃。
[0011]在專利文獻(xiàn)4中，表示了設(shè)置有反滲透膜裝置的海水淡化裝置。表示測(cè)量原水的溫度，反饋到運(yùn)轉(zhuǎn)條件的設(shè)定中，但是沒(méi)有表示擬定運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃或有效使用淡水箱的緩沖功能。并且，也沒(méi)有考慮按季節(jié)不同的電費(fèi)，無(wú)法解決上述課題。
[0012]專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2009-580號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)平11-33360號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)3:特開(kāi)2011-240234號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)4:特開(kāi)2011-120988號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的在于，提供一種系統(tǒng)，支援針對(duì)隨時(shí)刻變化的水質(zhì)或電費(fèi)單價(jià)，有效地使用淡水箱的緩沖功能，能夠降低動(dòng)力費(fèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的擬定。
[0017]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)是具有淡水箱的水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)，所述淡水箱具有存儲(chǔ)從原水制成的淡水的緩沖功能，該運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)具備:鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部，其求出原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值；水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部，其求出原水的水溫預(yù)測(cè)值；運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部，其根據(jù)鹽濃度預(yù)測(cè)值、水溫預(yù)測(cè)值、設(shè)置水淡化裝置的地域的分時(shí)電費(fèi)單價(jià)、作為在淡水箱中注水的水量的上限值的淡水箱上限水量、作為在淡水箱中注水的水量的下限值的淡水箱下限水量、作為在淡水箱中注水的淡水量的淡水箱內(nèi)淡水量以及淡水需要量，求出水淡化設(shè)備的動(dòng)力費(fèi)來(lái)計(jì)算制水計(jì)劃；以及制水計(jì)劃顯示部，其顯示計(jì)算出的制水計(jì)劃。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，不需要高效泵或大型泵等高額的硬件投資，通過(guò)軟件的應(yīng)對(duì)便可以降低動(dòng)力費(fèi)，能夠供給更便宜的淡水。并且，因?yàn)槟軌蚪档蛣?dòng)力自身，所以不僅是費(fèi)用還能夠降低溫室氣體排出量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的成為對(duì)象的水淡化設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的鹽濃度的時(shí)間變化的例子。
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的分時(shí)電費(fèi)單價(jià)的例子。
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的初步計(jì)算結(jié)果的例子。
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖7是本發(fā)明實(shí)施例3的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖8是本發(fā)明實(shí)施例3的成為對(duì)象的水淡化設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖9是本發(fā)明實(shí)施例4的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖10是本發(fā)明實(shí)施例5的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]符號(hào)說(shuō)明
[0030]I運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)；2淡水；4淡水箱；6水淡化設(shè)備；8鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部；10水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部；11存儲(chǔ)部；12鹽濃度預(yù)測(cè)值；13存儲(chǔ)部；14水溫預(yù)測(cè)值；16分時(shí)電費(fèi)單價(jià)；18淡水箱上限水量；20淡水箱下限水量；22淡水箱內(nèi)淡水量；24淡水需要量；26制水計(jì)劃；28運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部；30制水計(jì)劃顯示部；32天氣的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；34氣溫的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；36淡水需要量預(yù)測(cè)部；38配水池；40配水池上限水量；42配水池下限水量；44配水池內(nèi)淡水量；46殘留鹽濃度允許值；48淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值取得部；50淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值；52淡水追加需要量；54淡水追加需要量計(jì)算部；56動(dòng)力回收裝置；58高壓泵；60反滲透膜；62原水；64送水泵；66送水計(jì)劃；68送水計(jì)劃顯示部；70淡水箱內(nèi)鹽濃度；72濃縮排水
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 使用附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0032](實(shí)施例1)
[0033]圖1表示本發(fā)明實(shí)施例1的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)1，圖2表示水淡化設(shè)備6的一部分結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I是擬定圖2所示的水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的裝置。
[0034]如圖2所示，水淡化設(shè)備6具備:向反滲透膜裝置(反滲透膜)6輸送取得的原水62的高壓泵58、從原水62生產(chǎn)淡水的反滲透膜裝置60、回收來(lái)自反滲透膜裝置60的濃縮排水72的動(dòng)力回收裝置56、以及貯存通過(guò)反滲透膜裝置60得到的淡水2的淡水箱4。作為原水62，例如考慮海水或鹽水等。在高壓泵58的下游側(cè)配置反滲透膜裝置60。反滲透膜裝置60與動(dòng)力回收裝置56和淡水箱4連接。反滲透膜裝置60由纖維素或聚酰胺等材料制成。通過(guò)對(duì)反滲透膜裝置60施加原水62的滲透壓以上的壓力，使原水62中包含的鹽分不通過(guò)膜，作為濃縮廢水72通過(guò)動(dòng)力回收裝置56來(lái)回收。把透過(guò)了反滲透膜裝置60的淡水2貯存在淡水箱4中。
[0035]如圖1所示，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I具備鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8、水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10、存儲(chǔ)部(存儲(chǔ)器)11、運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28以及制水計(jì)劃顯示部30。
[0036]鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8預(yù)測(cè)原水62的鹽濃度的時(shí)間變化，將預(yù)測(cè)出的鹽濃度時(shí)間變化的預(yù)測(cè)值(鹽濃度預(yù)測(cè)值)12的信息輸出給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。本實(shí)施例的鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8積蓄過(guò)去的原水62的數(shù)據(jù)，使用積蓄的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)鹽濃度的時(shí)間變化。例如，鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8根據(jù)進(jìn)行計(jì)劃的日期的前日或過(guò)去數(shù)日的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)原水的鹽濃度的時(shí)間變化。在河流的河口并非遠(yuǎn)離水淡化設(shè)備6的取水口時(shí)，潮汐對(duì)鹽濃度預(yù)測(cè)值12造成影響。鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8可以在鹽濃度預(yù)測(cè)中輸入潮汐數(shù)據(jù)。圖3表示了隨潮汐變化的鹽濃度的時(shí)間變化的例子。
[0037]水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10預(yù)測(cè)原水62的水溫的時(shí)間變化，把預(yù)測(cè)出的水溫的預(yù)測(cè)值(水溫預(yù)測(cè)值)14的信息輸出給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。本實(shí)施例的水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10積蓄原水62的過(guò)去的數(shù)據(jù)，使用積蓄的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)水溫的時(shí)間變化。例如，水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10根據(jù)進(jìn)行計(jì)劃的日期的前日或過(guò)去數(shù)日的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)原水的水溫的時(shí)間變化。水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10可以考慮進(jìn)行計(jì)劃的日期的天氣信息來(lái)預(yù)測(cè)水溫的時(shí)間變化。
[0038]在存儲(chǔ)部11中存儲(chǔ)設(shè)置水淡化設(shè)備6的地域的分時(shí)的電費(fèi)單價(jià)信息(分時(shí)電費(fèi)單價(jià))16、在淡水箱4中能夠注水的淡水的上限水量的信息(淡水箱上限水量)18、在淡水箱4中需要注水的淡水的下限水量的信息(淡水箱下限水量)20以及淡水的需要量的信息(淡水需要量)24。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從存儲(chǔ)部11取得分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20以及淡水需要量24的信息。
[0039]水位計(jì)9實(shí)時(shí)測(cè)量水淡化設(shè)備6的淡水箱4中貯存的淡水的水量，把測(cè)量到的淡水量的信息發(fā)送給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從水位計(jì)9實(shí)時(shí)地取得在淡水箱4中貯存的淡水的水量的信息。
[0040]表示了本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出一個(gè)制水計(jì)劃26，在制水計(jì)劃顯示部30中顯示的例子，但是也可以求出多個(gè)制水計(jì)劃26使制水計(jì)劃顯示部30來(lái)顯示。在顯示多個(gè)制水計(jì)劃26時(shí)，水淡化設(shè)備6的操作員選擇任意一個(gè)制水計(jì)劃，并從運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I中具備的輸入裝置(未圖示)輸入選擇的制水計(jì)劃的信息。根據(jù)輸入的制水計(jì)劃，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I支援水淡化設(shè)備6的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃作業(yè)。
[0041]分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16是電力充裕的夜間電費(fèi)單價(jià)低，在電力消耗大的白天電費(fèi)單價(jià)高的體系。圖4表示了分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16的變化的例子。分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16的值不僅根據(jù)時(shí)刻還可以根據(jù)季節(jié)進(jìn)行變化。
[0042]如上所述，水淡化設(shè)備6具備淡水箱4。與鹽濃度預(yù)測(cè)值12、水溫預(yù)測(cè)值14、分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16等隨時(shí)間變化的條件對(duì)應(yīng)地，將該淡水箱4作為緩沖器使用，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃，這是本實(shí)施例的特征。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出水淡化設(shè)備6的制水計(jì)劃26，以便在原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12高，原水的水溫預(yù)測(cè)值14低，分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16高的時(shí)刻盡可能不使水淡化設(shè)備6運(yùn)轉(zhuǎn)或者減少制水量。從運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的觀點(diǎn)出發(fā)希望根據(jù)這樣的制水計(jì)劃26運(yùn)轉(zhuǎn)水淡化設(shè)備6。相反，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出水淡化設(shè)備6的制水計(jì)劃26，以便在原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12低，原水的水溫預(yù)測(cè)值14高，分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16低的時(shí)刻盡可能使水淡化設(shè)備6運(yùn)轉(zhuǎn)或者增加制水量。從運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的觀點(diǎn)出發(fā)希望根據(jù)求出的制水計(jì)劃26運(yùn)轉(zhuǎn)水淡化設(shè)備6。
[0043]但是，當(dāng)對(duì)于淡水需要量24制水量過(guò)剩時(shí)，淡水箱4有可能溢流，相反，當(dāng)對(duì)于淡水需要量24制水量過(guò)少時(shí)，淡水箱4有可能變空。此時(shí)，無(wú)法進(jìn)行與淡水需要量24對(duì)應(yīng)的淡水供給，無(wú)法滿足對(duì)水淡化設(shè)備6要求的性能。
[0044]因此，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28需要將淡水箱上限水量18和淡水箱下限水量20作為制約條件使用，將當(dāng)前時(shí)刻的淡水箱內(nèi)淡水量22作為初始值來(lái)擬定制水量的計(jì)劃。因此，在本實(shí)施例中，除了鹽濃度預(yù)測(cè)值12、水溫預(yù)測(cè)值14、分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16以外，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28還使用這些淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20、淡水箱內(nèi)淡水量22的信息，計(jì)算恰當(dāng)?shù)闹扑?jì)劃26。
[0045]以下敘述運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28進(jìn)行的計(jì)算制水計(jì)劃26的具體的計(jì)算方法。在水淡化設(shè)備6中，假設(shè)一天一次，計(jì)劃今后24小時(shí)中的每一小時(shí)的制水量的條件。在本實(shí)施例中表示了每I小時(shí)的例子，但是通過(guò)同樣地方法可以通過(guò)每30分、每10分等不同的時(shí)間刻度進(jìn)行計(jì)算。
[0046]現(xiàn)在，在計(jì)劃時(shí)針對(duì)每I小時(shí)的時(shí)刻1、時(shí)刻2、時(shí)刻3、……、時(shí)刻24，如下那樣給
出淡水需要量Q2 [m3/h] ο
[0047]時(shí)刻1:Q2[1]、時(shí)刻 2:Q2[2]、時(shí)刻 3:Q2[3]、......、時(shí)刻 24:Q2[24]
[0048]此外，把計(jì)劃時(shí)的淡水箱4的淡水量設(shè)為V [O]，把經(jīng)過(guò)24小時(shí)后的淡水箱4的淡水量的設(shè)定值設(shè)為V[24]。關(guān)于V[24]，如果沒(méi)有特別的理由設(shè)定與V[0]相等的值，由此在每日的計(jì)劃時(shí)淡水箱4內(nèi)的淡水量相同，管理變得容易。
[0049]在實(shí)施例1中，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃與制水計(jì)劃26相等同。所謂制水計(jì)劃26由在水淡化設(shè)備6中制成的淡水水量的設(shè)定值構(gòu)成。當(dāng)對(duì)于每個(gè)I小時(shí)的時(shí)刻1、時(shí)刻2、時(shí)刻3、……、時(shí)刻24，將淡水水量Ql [m3/h]設(shè)為Ql [I]、Ql [2]、Ql [3]、……、Ql [24]時(shí)，決定它們的恰當(dāng)值成為本實(shí)施例的目的。
[0050]上述的淡水需要量Q2 [m3/h]、淡水箱4的淡水量的設(shè)定值V、淡水水量Ql [m3/h]的關(guān)系通過(guò)式(I)表示。在此的Σ表示將時(shí)刻i從時(shí)刻I變換到時(shí)刻24的和。
[0051]ZQl[i]-ZQ2[i]=V[24]-V[0]..?式(I)
[0052]對(duì)該式I進(jìn)行變形成為式2。
[0053]ZQl[i] = ZQ2[i]+V[24]-V[0]..?式(2)
[0054]在本實(shí)施方式中，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28設(shè)定滿足式2表示的關(guān)系的Ql [i]，此時(shí)，計(jì)算淡水量?jī)?nèi)淡水量22是否沒(méi)有超過(guò)淡水箱上限水量Vmax，或者是否沒(méi)有低于淡水箱下限水量Vmin。關(guān)于Ql[i]的值的設(shè)定，可以采用所有可能回歸法、也可以采用使用了隨機(jī)數(shù)的蒙特卡洛法，不限于這些方法。作為一個(gè)例子以下表示使用了蒙特卡洛法時(shí)的Ql [i]的設(shè)定順序。
[0055](a)按照式 2，求出 Σ Q2[i]+V[24] - V [O]的值。
[0056](b)準(zhǔn)備24個(gè)隨機(jī)數(shù)。
[0057](C)與在上述(b)中求出的24個(gè)隨機(jī)數(shù)的值的比率對(duì)應(yīng)地分配Σ Q2[i]+V[24] 一
V[O]的值。
[0058](d)把分配后的值設(shè)為Ql [i]的值。
[0059]使用如此設(shè)定的Ql [i]，通過(guò)下式求出淡水箱4的水量V[i]。
[0060]V[l] = V[0]+Q1[1]-Q2[1]..?式(3)
[0061]V[2] = V[1]+Q1[2]-Q2[2]..?式(4)
[0062]...[0063]V [24] = V [23]+Ql [24]-Q2 [24]..?式(5)
[0064]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28將這些V[i]與淡水箱上限水量Vmax以及淡水箱下限水量Vmin進(jìn)行比較，在即使一個(gè)超出該范圍的情況下，返回上述順序(b)使用別的隨機(jī)數(shù)再次計(jì)算V[i]。當(dāng)24個(gè)全部在淡水箱上限水量Vmax以及淡水箱下限水量Vmin的范圍內(nèi)時(shí)進(jìn)入下一階段，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28如下那樣計(jì)算每個(gè)小時(shí)的動(dòng)力費(fèi)。
[0065]在使用滲透膜60的水淡化設(shè)備6中，根據(jù)鹽濃度規(guī)定的滲透壓[Pa]對(duì)泵動(dòng)力產(chǎn)生影響。該滲透壓通過(guò)下式表示。
[0066]滲透壓π = nXRXT..?式(6)
[0067]在此，η是溶質(zhì)摩爾濃度[mol/L]，R是氣體常數(shù)[L.kPa/K.mol]，T是水溫[K]。溶質(zhì)摩爾濃度η與鹽濃度成比例。根據(jù)該式6，表示了滲透壓與鹽濃度和水溫有關(guān)，在此輸入上述的鹽濃度預(yù)測(cè)值12以及水溫預(yù)測(cè)值14。關(guān)于通過(guò)高壓對(duì)反滲透膜60供給原水62的高壓泵58的需要壓力Pressure [Pa],使用該滲透壓π的值通過(guò)下式7來(lái)表示。
[0068]Pressure = τι +Jv/Lv..?式(7)
[0069]其中,Jv是過(guò)濾流束[m/sec], Lv是純水透過(guò)系數(shù)[m/sec *pa]。關(guān)于Jv的值,把反滲透膜60的膜面積設(shè)為A[m2]，通過(guò)下式8給出。[0070]Jv = Q1/3600/A..?式(8)
[0071]某I小時(shí)內(nèi)的淡水水量為Ql[m3/h]，所以當(dāng)把回收率設(shè)為α [%]時(shí)，高壓泵58能夠供給的供水量Q[m3/h]通過(guò)下式9表示。
[0072]Q = Ql X 100/α..?式(9)
[0073]此時(shí)，高壓泵58的加壓動(dòng)力通過(guò)下式表示。
[0074]PowerPump [kWh] = 0.163 X (Q/60) X (Pressure/10000) /RatePump.--式(10)
[0075]在此，RatePume是泵效率[_]。
[0076]一般供水量Q中的淡水水量Ql以外的濃縮排水72被提供給動(dòng)力回收裝置56，來(lái)提供高壓泵58需要的加壓動(dòng)力的一部分。向動(dòng)力回收裝置56提供的濃縮排水72的流量Qpx [m3/h]通過(guò)下式11給出。
[0077]Qpx=QX (100-a )/100..?式(11)
[0078]動(dòng)力回收裝置56的入口壓力Ppx[Pa]成為從高壓泵58的需要壓力Pressure中減去反滲透膜60的一次側(cè)的濃縮液的流路阻抗channelLoss [Pa]的值后得到的值。
[0079]Ppx=Pressure-ChannelLoss.--式(I2)
[0080]在此，channel Loss為流路阻抗導(dǎo)致的壓力損失[Pa]。
[0081]因此，當(dāng)設(shè)動(dòng)力回收裝置56的變換效率為pxEfficiencyh]時(shí)，動(dòng)力回收裝置56能夠回收的動(dòng)力PowerRecovery [kWh]通過(guò)下式13表示。
[0082]PowerRecovery=0.163 X (Qpx/60) X (Ppx/10000) XpxEfficiency.--式(13)
[0083]根據(jù)以上所述，可以通過(guò)下式14計(jì)算消耗的動(dòng)力PowerConsumption [kWh]。
[0084]PowerConsumption=PowerPump-PowerRecovery.--式(14)
[0085]通過(guò)對(duì)其乘以分時(shí)電費(fèi)單價(jià)UnitPrice[元/kWh],可以計(jì)算每一個(gè)小時(shí)的動(dòng)力費(fèi)PowerCost[兀 /h]。
[0086]PowerCost = UnitPrice XPowerConsumption.--式(15)
[0087]把對(duì)24小時(shí)的動(dòng)力費(fèi)PowerCost [元/h]進(jìn)行累計(jì)后的值設(shè)為CostSum[元]。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28在初次計(jì)算中保存該CostSum的值，在第二次以后返回上述順序(b)。
[0088]每次計(jì)算CostSum [元],如果是比上次的CostSum小的值則以小的值置換CostSum的值，存儲(chǔ)此時(shí)的Ql [i]。本次的例子是蒙特卡洛法，所以將該計(jì)算重復(fù)多次。結(jié)果，與局部最小點(diǎn)的有無(wú)無(wú)關(guān)，可以慢慢求出動(dòng)力費(fèi)小的運(yùn)轉(zhuǎn)條件?？梢栽谶_(dá)到預(yù)先設(shè)定的重復(fù)次數(shù)的時(shí)刻停止該重復(fù)計(jì)算，或者可以在CostSum的置換頻度或CostSum的變化幅度變小的時(shí)刻停止該重復(fù)計(jì)算。
[0089]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28把如此求出的制水計(jì)劃26的信息發(fā)送給制水計(jì)劃顯示部30。制水計(jì)劃顯示部30通過(guò)顯示接收到的制水計(jì)劃26來(lái)向操作員傳達(dá)該制水計(jì)劃，支援運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃作業(yè)。通過(guò)按照該制水計(jì)劃26進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，水淡化設(shè)備6能夠在遵守其后級(jí)的淡水箱4的淡水箱上限水量18以及淡水箱下限水量20的范圍的基礎(chǔ)上有效地進(jìn)行利用，能夠使動(dòng)力費(fèi)最小化。
[0090]作為一個(gè)例子，在圖5中表示了在圖4所示的分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16的情況下，根據(jù)本實(shí)施例計(jì)算出最能夠降低動(dòng)力費(fèi)的制水計(jì)劃26的結(jié)果。圖5 (a)表示進(jìn)行制水量恒定的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的水淡化設(shè)備6的制水量，圖5 (b)表示進(jìn)行了制水量恒定的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的淡水箱的水量。在制水計(jì)劃顯示部30中，至少將圖5 (a)所示的內(nèi)容作為表或數(shù)值來(lái)顯示。由此，操作員能夠確認(rèn)水淡化設(shè)備中的制水量的瞬間變化。此外，制水計(jì)劃顯示部30可以從運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28取得淡水箱上限水量18的信息、淡水箱下限水量20的信息、進(jìn)行使制水量恒定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的淡水箱4內(nèi)的水量的預(yù)測(cè)值的信息，來(lái)顯示這些信息。圖5 (b)是表示淡水箱上限水量18、淡水箱上限水量20、淡水箱4內(nèi)的水量的預(yù)測(cè)值的時(shí)間變化的圖的一個(gè)例子。在本次的計(jì)算例子中，得到了與一天中使淡水水量Ql保持恒定的情況相比，能夠?qū)?dòng)力費(fèi)降低大約10%的結(jié)果。
[0091 ] 有時(shí)根據(jù)水淡化設(shè)備6無(wú)法使淡水水量Ql連續(xù)地變化，針對(duì)每個(gè)系列不得不進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)/停止等離散的運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，使用逆變器執(zhí)行轉(zhuǎn)速控制時(shí)，有時(shí)根據(jù)負(fù)荷率該逆變器效率不同。在這樣的情況下，對(duì)上述的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28施加該制約條件，僅針對(duì)滿足該條件的條件執(zhí)行計(jì)算動(dòng)力費(fèi)求出最小值的操作，由此能夠進(jìn)行應(yīng)對(duì)。
[0092]根據(jù)本實(shí)施例，不需要高效泵或大型泵等高額的硬件投資，通過(guò)軟件的應(yīng)對(duì)便可以降低動(dòng)力費(fèi)，能夠供給更便宜的淡水。并且，因?yàn)槟軌蚪档蛣?dòng)力自身，所以不僅是費(fèi)用還能夠降低溫室氣體排出量。
[0093](實(shí)施例2)
[0094]圖6表示本發(fā)明實(shí)施例2的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I是擬定圖2所示的水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的裝置。關(guān)于本實(shí)施例，省略與圖1相同的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，以下對(duì)不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0095]本實(shí)施方式的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I具備鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8、水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10、第一存儲(chǔ)部11、水位計(jì)9、第二存儲(chǔ)部13、淡水需要量預(yù)測(cè)部36、運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28以及制水計(jì)劃顯示部30。第一存儲(chǔ)部11存儲(chǔ)分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18以及淡水箱下限水量20的信息。第二存儲(chǔ)部13存儲(chǔ)天氣的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)32以及氣溫的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)34。
[0096]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8取得原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12的信息，從水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10取得原水的水溫預(yù)測(cè)值14的信息。此外，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從存儲(chǔ)部11取得分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18以及淡水箱下限水量20的信息。水位計(jì)9實(shí)時(shí)測(cè)量淡水箱4的水量，把測(cè)量到的淡水箱內(nèi)淡水量22的信息發(fā)送給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。淡水需要量預(yù)測(cè)部36根據(jù)天氣的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)32和氣溫的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)34的信息，求出淡水需要量24。把求出的淡水需要量24的信息輸出給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。
[0097]在本實(shí)施例中具備兩個(gè)存儲(chǔ)部(第一存儲(chǔ)部11和第二存儲(chǔ)部13)，但是也可以是具有一個(gè)存儲(chǔ)部(例如存儲(chǔ)部11)的結(jié)構(gòu)。在具有一個(gè)存儲(chǔ)部的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的情況下，存儲(chǔ)部11存儲(chǔ)分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20、天氣的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)32以及氣溫的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)34的信息。此時(shí)，淡水需要量預(yù)測(cè)部36從存儲(chǔ)部11取得天氣的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)32和氣溫的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)34的信息。
[0098]在本實(shí)施例中，假設(shè)如下那樣給出每I小時(shí)的淡水需要量[m3/h]。
[0099]時(shí)刻1:Q2[1]、時(shí)刻 2:Q2[2]、時(shí)刻 3:Q2[3]、......、時(shí)刻 24:Q2[24]
[0100]本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I具備淡水需要量預(yù)測(cè)部36，因此能夠更加確切地求出淡水需要量24。敘述淡水需要量預(yù)測(cè)部36的淡水需要量24的具體的計(jì)算方法。
[0101]作為通過(guò)水淡化設(shè)備6得到的淡水2的用途，考慮生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水。其中，工業(yè)用水的使用量受到工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃和運(yùn)轉(zhuǎn)率很大的影響，但是生活用水和農(nóng)業(yè)用水受到天氣或氣溫很大的影響。關(guān)于生活用水，除此之外還有星期或特殊日(年末年初)的影響，但是基本上具有天氣晴朗氣溫高需要量多，下雨氣溫低需要量少的定性的傾向。因?yàn)闊o(wú)法通過(guò)物理式表現(xiàn)該定性的傾向，所以淡水需要量預(yù)測(cè)部36通過(guò)使用了多相關(guān)式的方法，求出淡水需要量24。敘述淡水需要量預(yù)測(cè)部36計(jì)算淡水需要量24的一個(gè)例子。
[0102]首先，關(guān)于淡水需要量24，將天氣的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)32數(shù)值化。例如，像晴天為4，多云為3，雨天為2那樣對(duì)各種天氣應(yīng)用數(shù)字。然后，通過(guò)與氣溫的預(yù)測(cè)值34的信息并且與過(guò)去的淡水需要量24的信息最一致的方式，對(duì)下式的系數(shù)Cl至C3的值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理來(lái)求出淡水需要量24。
[0103]淡水需要量=C1+C2X天氣+C3X氣溫
[0104]如此通過(guò)使用淡水需要量預(yù)測(cè)部36求出的淡水需要量24，可以制出更接近實(shí)際的需要量的淡水2，能夠抑制水淡化設(shè)備6的運(yùn)轉(zhuǎn)的不勻和浪費(fèi)。結(jié)果，能夠進(jìn)一步降低動(dòng)力費(fèi)。
[0105]根據(jù)本實(shí)施例，不需要高效泵或大型泵等高額的硬件投資，通過(guò)軟件的應(yīng)對(duì)便可以降低動(dòng)力費(fèi)，能夠供給更便宜的淡水。并且，因?yàn)槟軌蚪档蛣?dòng)力自身，所以不僅是費(fèi)用還能夠降低溫室氣體排出量。
[0106](實(shí)施例3)
[0107]圖7表示本發(fā)明實(shí)施例3的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖8表示水淡化設(shè)備6的一部分的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I是擬定圖8所示的水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的裝置。關(guān)于本實(shí)施例，省略與圖1相同的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，以下對(duì)不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0108]如圖8所示，水淡化設(shè)備6具備:向反滲透膜裝置(反滲透膜)6輸送取得的原水62的高壓泵58、從原水62生產(chǎn)淡水的反滲透膜裝置60、回收來(lái)自反滲透膜裝置60的濃縮排水72的動(dòng)力回收裝置56、貯存通過(guò)反滲透膜裝置60得到的淡水2的淡水箱4以及把淡水箱4中貯存的淡水輸送給配水池38的送水泵64。與原水中包含的鹽濃度、原水的水溫、分時(shí)電費(fèi)單價(jià)等隨時(shí)刻變化的條件相對(duì)應(yīng)，可以將該淡水箱4作為緩沖器使用。
[0109]并且，在作為生活用水或農(nóng)業(yè)用水供給淡水2時(shí)，有時(shí)使用輸送泵64把淡水2暫時(shí)輸送到配水池38。關(guān)于配水池38，很多時(shí)候在高的地方制成配水池，以便之后可以通過(guò)自然下流來(lái)進(jìn)行供給，送水泵64的動(dòng)力也產(chǎn)生對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用來(lái)說(shuō)不可忽略的影響。
[0110]如圖7所示，本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I具備鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8、水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10、存儲(chǔ)部11、水位計(jì)9、運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28、制水計(jì)劃顯示部30以及送水計(jì)劃顯示部68。存儲(chǔ)部11存儲(chǔ)分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20、淡水需要量24、配水池上限水量40、配水池下限水量42的信息。配水池上限水量40是在配水池38中能夠貯存的淡水的上限水量值，配水池下限水量42是配水池38的淡水的下限水量值，配水池內(nèi)淡水量44是在配水池38中貯存的淡水量值。水位計(jì)9實(shí)時(shí)地測(cè)量在水淡化設(shè)備6的淡水箱4中貯存的淡水的水量，把測(cè)量到的淡水量的信息發(fā)送給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從水位計(jì)9實(shí)時(shí)地取得在淡水箱4中貯存的淡水的水量的信肩、O
[0111]水位計(jì)19實(shí)時(shí)地測(cè)量在配水池38中貯存的淡水的水量，把測(cè)量到的淡水量的信息發(fā)送給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從水位計(jì)19實(shí)時(shí)地取得在配水池38中貯存的淡水的水量的信息。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8取得原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12的信息，從水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10取得原水的水溫預(yù)測(cè)值14的信息。此外，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從存儲(chǔ)部11取得分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18以及淡水箱下限水量20、淡水需要量24、配水池上限水量40、配水池下限水量42的信息。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從水位計(jì)9實(shí)時(shí)地取得在淡水箱4中貯存的淡水的水量的信息，并從水位計(jì)19實(shí)時(shí)地取得在配水池38中貯存的淡水的水量的信息。
[0112]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28根據(jù)這些給出的信息計(jì)算水淡化設(shè)備的動(dòng)力費(fèi)或運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，求出恰當(dāng)?shù)闹扑?jì)劃26以及送水計(jì)劃66。表示本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出一個(gè)最佳的制水計(jì)劃26在制水計(jì)劃顯示部30中顯示，并且求出一個(gè)最佳的送水計(jì)劃66在送水計(jì)劃顯示部68中顯示的例子，但是也可以求出多個(gè)制水計(jì)劃26以及多個(gè)送水計(jì)劃66，使制水計(jì)劃顯示部30和送水計(jì)劃顯示部68來(lái)顯示。在顯示多個(gè)制水計(jì)劃26和多個(gè)送水計(jì)劃66時(shí)，水淡化設(shè)備6的操作員從顯示的計(jì)劃中選擇任意一個(gè)制水計(jì)劃和送水計(jì)劃，并從運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I中具備的輸入裝置(未圖示)輸入選擇的制水計(jì)劃的信息。根據(jù)輸入的制水計(jì)劃和送水計(jì)劃，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I支援水淡化設(shè)備6的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃作業(yè)。
[0113]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出水淡化設(shè)備6的制水計(jì)劃26，以便在原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12高，原水的水溫預(yù)測(cè)值14低，分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16高的時(shí)刻盡可能不使水淡化設(shè)備6運(yùn)轉(zhuǎn)或者減少制水量。從運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的觀點(diǎn)出發(fā)希望根據(jù)這樣的制水計(jì)劃26運(yùn)轉(zhuǎn)水淡化設(shè)備
6。相反，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出水淡化設(shè)備6的制水計(jì)劃26，以便在原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12低，原水的水溫預(yù)測(cè)值14高，分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16低的時(shí)刻盡可能使水淡化設(shè)備6運(yùn)轉(zhuǎn)或者增加制水量。從運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的觀點(diǎn)出發(fā)希望根據(jù)這樣的制水計(jì)劃26運(yùn)轉(zhuǎn)水淡化設(shè)備6。從送水泵64的方面來(lái)說(shuō)，希望運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出水淡化設(shè)備6的送水計(jì)劃66，以便在分時(shí)電費(fèi)高的時(shí)刻盡可能不送水，盡可能在分時(shí)電費(fèi)低的時(shí)刻送水。希望從運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)的方面出發(fā)，根據(jù)這樣的送水計(jì)劃66使水淡化設(shè)備6運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0114]但是，當(dāng)對(duì)于送水量制水量過(guò)剩時(shí)，淡水箱4有可能溢流，當(dāng)對(duì)于送水量制水量過(guò)少時(shí)，淡水箱4有可能變空。當(dāng)對(duì)于淡水需要量24送水量過(guò)剩時(shí)，配水池38有可能溢流，當(dāng)對(duì)于淡水需要量24送水量過(guò)少時(shí)`，配水池38有可能變空。此時(shí)，無(wú)法進(jìn)行與淡水需要量24對(duì)應(yīng)的淡水供給，無(wú)法滿足對(duì)水淡化設(shè)備6要求的性能。
[0115]因此，除了淡水箱上限水量18和淡水箱下限水量20以外，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28還將配水池上限水量40和配水池下限水量42作為制約條件使用，將當(dāng)前時(shí)刻的淡水箱內(nèi)淡水量22和配水池內(nèi)淡水量44作為初始值來(lái)擬定制水量以及送水量的計(jì)劃。因此，在本實(shí)施例中，除了鹽濃度預(yù)測(cè)值12、水溫預(yù)測(cè)值14、分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16的信息以外，還使用這些淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20、淡水箱內(nèi)淡水量、配水池上限水量40、配水池下限水量42以及配水池內(nèi)淡水量44的信息，計(jì)算恰當(dāng)?shù)闹扑?jì)劃26以及送水計(jì)劃66。
[0116]以下敘述運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28計(jì)算制水計(jì)劃26以及送水計(jì)劃66的具體的計(jì)算方法。在水淡化設(shè)備6中，假設(shè)一天一次，計(jì)劃今后24小時(shí)中的每一小時(shí)的制水量以及送水量的條件。在本實(shí)施例中表示了每I小時(shí)的例子，但是通過(guò)同樣地方法可以通過(guò)每30分、每10分等不同的時(shí)間刻度進(jìn)行計(jì)算。
[0117]現(xiàn)在，在計(jì)劃時(shí)針對(duì)每I小時(shí)的時(shí)刻1、時(shí)刻2、時(shí)刻3、……、時(shí)刻24，如下那樣給
出淡水需要量Q2 [m3/h] ο[0118]時(shí)刻1:Q2[1]、時(shí)刻 2:Q2[2]、時(shí)刻 3:Q2[3]、......、時(shí)刻 24:Q2[24]
[0119]此外，把計(jì)劃時(shí)的淡水箱4的淡水量設(shè)為V [O]，把經(jīng)過(guò)24小時(shí)后的淡水箱4的淡水量的設(shè)定值設(shè)為V[24]。關(guān)于V[24]，如果沒(méi)有特別的理由設(shè)定與V[0]相等的值，由此在每日的計(jì)劃時(shí)淡水箱4內(nèi)的淡水量相同，管理變得容易。
[0120]同樣，把計(jì)劃時(shí)的配水池38的淡水量設(shè)為VR[0]，把經(jīng)過(guò)24小時(shí)后的配水池38的淡水量的設(shè)定值設(shè)為VR[24]。關(guān)于VR[24]，如果沒(méi)有特別的理由設(shè)定與VR[0]相等的值，由此在每日的計(jì)劃時(shí)淡水箱4內(nèi)的淡水量相同，管理變得容易。將水淡化設(shè)備6的每I小時(shí)的淡水水量Ql [m3/h]設(shè)為Ql [I]、Ql [2]、Ql [3]、……、Ql [24]，把基于送水泵64的每I小時(shí)的送水量[m3/h]設(shè)為QR[1]、QR[2]、QR[3]、……、QR[24]時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28決定它們的恰當(dāng)?shù)闹党蔀楸緦?shí)施例的目的。
[0121]上述的淡水需要量Q2[m3/h]、淡水箱4的淡水量的設(shè)定值V、淡水水量Ql [m3/h]、配水池38的淡水量VR的關(guān)系，根據(jù)淡水量的收支，通過(guò)式(16)表示。
[0122]ZQl[i]-ZQ2[i] = (V[24]-V[O]) + (VR[24]-VR[O]).--式(16)
[0123]對(duì)該式16進(jìn)行變形成為式17。
[0124]XQl[i] = ΣQ2[i] + (V[24]-V[O]) + (VR[24]-VR[O]).--式(17)
[0125]此外，根據(jù)淡水箱4的淡水量的收支，式18成立。
[0126]ZQl[i]-ZQR[i] = (V[24]-V[O]).--式(18)
[0127]對(duì)該式18進(jìn)行變形成 為式19。
[0128]XQR[i] = Σ Ql [i]-(V [24]-V [O]).--式(19)
[0129]通過(guò)在此代入通過(guò)式17求出的Σ Ql[i]，求出Σ QR[i]的值。
[0130]在本實(shí)施方式中，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28設(shè)定滿足式17表示的關(guān)系的Ql [i]、滿足式19表示的關(guān)系的QR[i]。此時(shí)，計(jì)算淡水箱內(nèi)淡水量22是否沒(méi)有超過(guò)淡水箱上限水量Vmax,或者是否沒(méi)有低于淡水箱下限水量Vmin，并且計(jì)算配水池內(nèi)淡水量44是否沒(méi)有超過(guò)配水池上限水量VRmax，或者是否沒(méi)有低于配水池下限水量VRmin。關(guān)于Ql [i]以及QR[i]的值的設(shè)定，可以采用所有可能回歸法、也可以采用使用了隨機(jī)數(shù)的蒙特卡洛法，不限于這些方法。作為一個(gè)例子以下的順序(a)~(h)表示使用了蒙特卡洛法時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28設(shè)定Ql [i]以及QR[i]的設(shè)定順序。
[0131](a)按照式 17，求出 Σ Q2[i]+ (V[24] — V[0])+ (VR[24] — VR[0])的值。
[0132](b)準(zhǔn)備24個(gè)隨機(jī)數(shù)。
[0133](c)與在上述(b)中求出的24個(gè)隨機(jī)數(shù)的值的比率對(duì)應(yīng)地分配Σ Q2[i]+(V[24] 一V[0])+ (VR[24] — VR[0])的值。
[0134](d)把分配后的值設(shè)為Ql [i]的值。
[0135](e)按照式 19，求出 Σ Ql [i] — (V[24] — V[0])的值。
[0136](f)準(zhǔn)備24個(gè)隨機(jī)數(shù)。
[0137](g)與在上述(f)中求出的24個(gè)隨機(jī)數(shù)的值的比率對(duì)應(yīng)地分配Σ Ql[i]-(V[24] 一 V[0])的值。
[0138](h)把分配后的值設(shè)為QR[i]的值。
[0139]使用如此設(shè)定的Ql [i]和QR[i]，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28通過(guò)下式求出淡水箱內(nèi)淡水量V[i]以及配水池內(nèi)淡水量VR[i]。[0140]V[l] = V[0]+Q1[1]-QR[1].--式(20)
[0141]V[2] = V[1]+Q1[2]-QR[2].--式(21)
[0142]...[0143]V [24] = V [23]+Ql [24]-QR [24].--式(22)
[0144]VR[1] = VR[0]+QR[1]-Q2[1].--式(23)
[0145]VR[2] = VR[1]+QR[2]-Q2[2].--式(24)
[0146]...[0147]VR[24] = VR[23]+QR[24]-Q2[24].--式(25)
[0148]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28將這些V[i]與淡水箱上限水量Vmax以及淡水箱下限水量Vmin進(jìn)行比較，并將VR[i]與配水池上限水量VRmax以及配水池下限水量VRmin進(jìn)行比較，在即使一個(gè)超出該范圍的情況下，返回上述順序(b)使用別的隨機(jī)數(shù)再次計(jì)算V[i]和VR[i]。當(dāng)24小時(shí)中的全部V[i]在淡水箱上限水量Vmax以及淡水箱下限水量Vmin的范圍內(nèi)，并且全部VR[i]在配水池上限水量VRmax以及配水池下限水量VRmin的范圍內(nèi)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28進(jìn)入下一階段，如下那樣計(jì)算每個(gè)小時(shí)的動(dòng)力費(fèi)。
[0149]首先，按照上式6至式14計(jì)算反滲透膜60的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，由此運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28可以求出消耗的動(dòng)力PowerConsumption[kWh]。在本實(shí)施例中，需要對(duì)動(dòng)力費(fèi)加上送水泵64消耗的動(dòng)力 PowerTransmission[kWh]。
[0150]PowerTransmission=0.163 X (QR/60) X Head/RatePump.--式(26)
[0151]在此，QR為送 水量[m3/h]，Head為送水時(shí)的水頭差[m]，RatePump是泵效率[_]。
[0152]在還加上送水泵64消耗的動(dòng)力后乘以分時(shí)電費(fèi)單價(jià)UnitPrice [元/kWh]，由此能夠計(jì)算動(dòng)力費(fèi)PowerCost [元/h]。
[0153]PowerCost=UnitPriceX (PowerConsumption+PowerTransmission)..?式(27)
[0154]把對(duì)24小時(shí)的動(dòng)力費(fèi)PowerCost [元/h]進(jìn)行累計(jì)后的值設(shè)為CostSum[元]。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28在初次計(jì)算中保存該CostSum的值，在第二次以后返回上述順序(b)。每次計(jì)算CostSum[元],如果是比上次的CostSum小的值則以小的值置換CostSum的值,運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28存儲(chǔ)此時(shí)的Ql [i]。在該例子中是蒙特卡洛法，所以將該計(jì)算重復(fù)多次。結(jié)果，與局部最小點(diǎn)的有無(wú)無(wú)關(guān)，可以慢慢求出動(dòng)力費(fèi)小的運(yùn)轉(zhuǎn)條件?？梢栽谶_(dá)到預(yù)先設(shè)定的重復(fù)次數(shù)的時(shí)刻停止該重復(fù)計(jì)算，或者可以在CostSum的置換頻度或CostSum的變化幅度變小的時(shí)刻停止該重復(fù)計(jì)算。
[0155]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28把如此求出的制水計(jì)劃26發(fā)送給制水計(jì)劃顯示部30，并把送水計(jì)劃66發(fā)送送水計(jì)劃顯示部68。制水計(jì)劃顯示部30顯示制水計(jì)劃26，送水計(jì)劃顯示部68顯示送水計(jì)劃66，來(lái)向操作員傳達(dá)該制水計(jì)劃26和送水計(jì)劃66，支援運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃作業(yè)。通過(guò)按照該制水計(jì)劃26和送水計(jì)劃66進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，水淡化設(shè)備6能夠在遵守淡水箱4的淡水箱上限水量18以及淡水箱下限水量20的范圍的基礎(chǔ)上有效地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠使動(dòng)力費(fèi)最小化。此外，送水泵64能夠在遵守其后段的配水池38的配水池上限水量40以及配水池下限水量42的范圍的基礎(chǔ)上有效地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0156]根據(jù)本實(shí)施例，不需要高效泵或大型泵等高額的硬件投資，通過(guò)軟件的應(yīng)對(duì)便可以降低動(dòng)力費(fèi)，能夠供給更便宜的淡水。并且，因?yàn)槟軌蚪档蛣?dòng)力自身，所以不僅是費(fèi)用還能夠降低溫室氣體排出量。[0157](實(shí)施例4)
[0158]圖9表示本發(fā)明實(shí)施例4的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I是擬定圖2所示的水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的裝置。關(guān)于本實(shí)施例，省略與圖1相同的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，以下對(duì)不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0159]如圖9所示，本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I具備鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8、水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10、存儲(chǔ)部11、水位計(jì)9、運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28、制水計(jì)劃顯示部30。存儲(chǔ)部11存儲(chǔ)分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20、淡水需要量24、殘留鹽濃度允許值46、淡水箱內(nèi)鹽濃度70的信息。
[0160]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8取得原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12的信息，從水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10取得原水的水溫預(yù)測(cè)值14的信息。此外，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從存儲(chǔ)部11取得分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20、淡水需要量
24、殘留鹽濃度允許值46、淡水箱內(nèi)鹽濃度70的信息。水位計(jì)9實(shí)時(shí)地測(cè)量在水淡化設(shè)備6的淡水箱4中貯存的淡水的水量，把測(cè)量到的淡水量的信息發(fā)送給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。
[0161]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從水位計(jì)9實(shí)時(shí)地取得在淡水箱4中貯存的淡水的水量的信肩、O
[0162]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28根據(jù)這些給出的信息計(jì)算水淡化設(shè)備的動(dòng)力費(fèi)或運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，找出恰當(dāng)?shù)闹扑?jì)劃26。表示本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出一個(gè)最佳的制水計(jì)劃26在制水計(jì)劃顯示部30中顯示，并且求出一個(gè)最佳的送水計(jì)劃66在送水計(jì)劃顯示部68中顯示的例子。但是也可以求出多個(gè)制水計(jì)劃26以及多個(gè)送水計(jì)劃66，使制水計(jì)劃顯示部30和送水計(jì)劃顯示部68來(lái)顯示。在顯示多個(gè)制水計(jì)劃26和多個(gè)送水計(jì)劃66時(shí)，水淡化設(shè)備6的操作員從顯示的計(jì)劃中選擇任意一個(gè)制水計(jì)劃和送水計(jì)劃，并從運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I中具備的輸入裝置(未圖示)輸入選擇的制水計(jì)劃的信息。根據(jù)輸入的制水計(jì)劃和送水計(jì)劃，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I支援水淡化設(shè)備6的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃作業(yè)。
[0163]水淡化設(shè)備6在其后段具備淡水箱4。與原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12、原水的水溫預(yù)測(cè)值14、分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16等隨時(shí)間變化的條件對(duì)應(yīng)地，將該淡水箱4作為緩沖器使用，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃，這是本實(shí)施例的特征。
[0164]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出水淡化設(shè)備6的制水計(jì)劃26，以便在原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12高，原水的水溫預(yù)測(cè)值14低，分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16高的時(shí)刻盡可能不使水淡化設(shè)備6運(yùn)轉(zhuǎn)或者減少制水量。從運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的觀點(diǎn)出發(fā)希望根據(jù)這樣的制水計(jì)劃26運(yùn)轉(zhuǎn)水淡化設(shè)備6。相反，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28求出水淡化設(shè)備6的制水計(jì)劃26，以便在原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12低，原水的水溫預(yù)測(cè)值14高，分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16低的時(shí)刻盡可能使水淡化設(shè)備6運(yùn)轉(zhuǎn)或者增加制水量。從運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的觀點(diǎn)出發(fā)希望根據(jù)這樣的制水計(jì)劃26運(yùn)轉(zhuǎn)水淡化設(shè)備6。
[0165]但是，當(dāng)對(duì)于淡水需要量24制水量過(guò)剩時(shí)，淡水箱4有可能溢流，當(dāng)對(duì)于淡水需要量24制水量過(guò)少時(shí)，淡水箱4有可能變空。此時(shí)，無(wú)法進(jìn)行與淡水需要量24對(duì)應(yīng)的淡水2的供給，無(wú)法滿足對(duì)水淡化設(shè)備6要求的性能。因此，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28將淡水箱上限水量18和淡水箱下限水量20作為制約條件使用，將當(dāng)前時(shí)刻的淡水箱內(nèi)淡水量22作為初始值來(lái)擬定制水量的計(jì)劃。
[0166]此外，在水淡化設(shè)備6中，有時(shí)在淡水22中殘留的鹽濃度成為課題。特別像工業(yè)用水的情況那樣，根據(jù)用途不同當(dāng)該鹽濃度過(guò)高時(shí)，產(chǎn)品或配管有可能產(chǎn)生故障。此時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28還把淡水水質(zhì)方面包含在制水計(jì)劃26中來(lái)進(jìn)行研究。
[0167]淡水2中包含的鹽濃度TDS[mol/L]受到供水的水質(zhì)和過(guò)濾流束Jv的影響。
[0168]TDS = Js/Jv.--式(28)
[0169]在此，Js是溶質(zhì)透過(guò)流束[mol Cm2.sec) ], Jv是過(guò)濾流束[m/sec]。此外,通過(guò)下式29給出溶質(zhì)透過(guò)流束Js。
[0170]Js=PsX (Cm-Cp).--式(29)
[0171]在此，Ps是溶質(zhì)透過(guò)系數(shù)[m/sec]，Cm是膜面的鹽離子濃度[mol/m3]，Cp是透過(guò)水的鹽離子濃度[mol/m3]。
[0172]關(guān)于膜面的鹽離子濃度Cm[mol/m3]，可以給出供水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12，實(shí)際上因?yàn)楫a(chǎn)生濃度極化現(xiàn)象所以可以對(duì)于濃度極化詳細(xì)地計(jì)算來(lái)給出。另一方面，透過(guò)水的鹽離子濃度Cm[mol/m3]與供給水相比足夠低，認(rèn)為濃度極化也小，所以可以視為O。通過(guò)這些式29和式28求出的TDS值是每I小時(shí)可能不同的Jv的函數(shù)。因此，通過(guò)反滲透膜60淡化的淡水2的鹽濃度每I小時(shí)可能不同。在反滲透膜60的后段具有淡水箱4，但在通過(guò)反滲透膜60過(guò)濾的淡水2中混合了在淡水箱4內(nèi)殘留的淡水2，在淡水箱4的出口出來(lái)平均的鹽濃度的淡水2。
[0173]把計(jì)劃時(shí)的淡水箱4內(nèi)的鹽濃度設(shè)為C[0]。當(dāng)把通過(guò)反滲透膜60過(guò)濾的每個(gè)時(shí)刻的淡水2中的鹽濃度設(shè)為TDS[i]時(shí)，如以下那樣求出淡水箱4內(nèi)的平均鹽濃度C[i]。
[0174]C[l] = (C[0]XV[0]+TDS[1]XQ1[1]-C[0]XQ2[1])/(V[0]+Q1[1]-Q2[1])
[0175].--式(30)
[0176]C[2] = (C[1] XV[1]+TDS[2] XQ1[2]_C[1] XQ2[2])/(V[1]+Q1 [2]-Q2[2])
[0177].--式(31)
[0178]...[0179]C [24] = (C [23] X V [23] +TDS [24] X Q I [ 2 4 ] - C [ 2 3 ] X Q2 [24] ) /(V[23]+Q1[24]-Q2[24])
[0180].--式(32)
[0181]以下敘述運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28計(jì)算制水計(jì)劃26的具體的計(jì)算方法。在水淡化設(shè)備6中，假設(shè)一天一次，計(jì)劃今后24小時(shí)中的每一小時(shí)的制水量的條件。在本實(shí)施例中表示了每I小時(shí)的例子，但是通過(guò)同樣地方法可以通過(guò)每30分、每10分等不同的時(shí)間刻度進(jìn)行計(jì)
笪
ο
[0182]現(xiàn)在，在計(jì)劃時(shí)如下那樣給出每I小時(shí)的淡水需要量[m3/h]。
[0183]時(shí)刻1:Q2[1]、時(shí)刻2:Q2[2]、時(shí)刻3:Q2[3]、……、時(shí)刻24:Q2[24]此外，把計(jì)劃時(shí)的淡水箱4的淡水量設(shè)為V [O]，把經(jīng)過(guò)24小時(shí)后的淡水箱4的淡水量的設(shè)定值設(shè)為V [24]。當(dāng)把每I小時(shí)的淡水水量[m3/h]設(shè)為Ql [I]、Ql [2]、Ql [3]、……、Ql [24]時(shí)，決定它們的恰當(dāng)值成為本實(shí)施例的目的。上述的淡水需要量Q2[m3/h]、淡水箱4的淡水量的設(shè)定值V、淡水水量Ql [m3/h]的關(guān)系通過(guò)下式33表示。在此的Σ表示將時(shí)刻i從時(shí)刻I變換到時(shí)刻24的和。
[0184]ZQl[i]-ZQ2[i]=V[24]-V[0]..?式(33)
[0185]對(duì)該式33進(jìn)行變形成為式34。
[0186]ZQl[i] = ZQ2[i]+V[24]-V[0]..?式(34)[0187]在本實(shí)施方式中，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28設(shè)定滿足式34表示的關(guān)系的Ql [i]，此時(shí)，評(píng)價(jià)淡水箱內(nèi)淡水量22是否沒(méi)有超過(guò)淡水箱上限水量Vmax，或者是否沒(méi)有低于淡水箱下限水量Vmin，并且評(píng)價(jià)淡水箱4內(nèi)的平均鹽濃度是否不超過(guò)殘留鹽濃度允許值46TDSmax。關(guān)于Ql[i]的值的設(shè)定，可以采用所有可能回歸法、也可以采用使用了隨機(jī)數(shù)的蒙特卡洛法，不限于這些方法。作為一個(gè)例子以下表示使用了蒙特卡洛法時(shí)的Ql[i]的設(shè)定順序。
[0188](a)按照式 2，求出 Σ Q2[i]+V[24] - V [O]的值。
[0189](b)準(zhǔn)備24個(gè)隨機(jī)數(shù)。
[0190](C)與在上述(b)中求出的24個(gè)隨機(jī)數(shù)的值的比率對(duì)應(yīng)地分配Σ Q2[i]+V[24] 一
V[O]的值。
[0191](d)把分配后的值設(shè)為Ql [i]`的值。
[0192]使用如此設(shè)定的Ql [i]，通過(guò)下式35至式37求出淡水箱4的水量V [i]。
[0193]V[l] = V[0]+Q1[1]-Q2[1].--式(35)
[0194]V[2] = V[1]+Q1[2]-Q2[2].--式(36)
[0195]...[0196]V [24] = V [23]+Ql [24]-Q2 [24].--式(37)
[0197]并且，按照式30至式32，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28計(jì)算淡水箱4內(nèi)的平均鹽濃度C [i]。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28將這些V[i]與淡水箱上限水量Vmax以及淡水箱下限水量Vmin進(jìn)行比較，并且關(guān)于鹽濃度與作為殘留鹽濃度允許值46的TDSmax進(jìn)行比較，在即使一個(gè)超出該范圍的情況下，返回上述順序(b)使用別的隨機(jī)數(shù)再次計(jì)算V[i]以及C[i]。當(dāng)24個(gè)全部在淡水箱上限水量Vmax以及淡水箱下限水量Vmin的范圍內(nèi)，并且關(guān)于鹽濃度在殘留鹽濃度允許值46TDSmax的范圍內(nèi)時(shí)進(jìn)入下一階段,計(jì)算每個(gè)小時(shí)的動(dòng)力費(fèi)。
[0198]可以通過(guò)上述的式6至式15求出反滲透膜60的動(dòng)力費(fèi)。把對(duì)24小時(shí)的動(dòng)力費(fèi)PowerCost [元/h]進(jìn)行累計(jì)后的值設(shè)為CostSum[元]。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28在初次計(jì)算中保存該CostSum的值，在第二次以后返回上述順序(b)。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28每次計(jì)算CostSum[元],如果是比上次的CostSum小的值則以小的值置換CostSum的值,存儲(chǔ)此時(shí)的Ql [i]。本次的例子是蒙特卡洛法，所以將該計(jì)算重復(fù)多次。結(jié)果，與局部最小點(diǎn)的有無(wú)無(wú)關(guān)，可以慢慢求出動(dòng)力費(fèi)小的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。可以在達(dá)到預(yù)先設(shè)定的重復(fù)次數(shù)的時(shí)刻停止該重復(fù)計(jì)算，或者可以在CostSum的置換頻度或CostSum的變化幅度變小的時(shí)刻停止該重復(fù)計(jì)笪
ο
[0199]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28把如此求出的制水計(jì)劃26的信息發(fā)送給制水計(jì)劃顯示部30。制水計(jì)劃顯示部30通過(guò)顯示接收到的制水計(jì)劃26來(lái)向操作員傳達(dá)該制水計(jì)劃。支援運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃作業(yè)。通過(guò)按照該制水計(jì)劃26進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，水淡化設(shè)備6能夠在遵守其后級(jí)的淡水箱4的淡水箱上限水量18以及淡水箱下限水量20、殘留鹽濃度允許值46的條件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)使動(dòng)力費(fèi)最小化的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0200]根據(jù)本實(shí)施例，不需要高效泵或大型泵等高額的硬件投資，通過(guò)軟件的應(yīng)對(duì)便可以降低動(dòng)力費(fèi)，能夠供給更便宜的淡水。并且，因?yàn)槟軌蚪档蛣?dòng)力自身，所以不僅是費(fèi)用還能夠降低溫室氣體排出量。
[0201](實(shí)施例5)
[0202]圖10表示本發(fā)明實(shí)施例5的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I是擬定圖2所示的水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的裝置。關(guān)于本實(shí)施例，省略與圖1相同的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，以下對(duì)不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0203]本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)I具備鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8、水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10、第一存儲(chǔ)部U、水位計(jì)9、第二存儲(chǔ)部15、淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值取得部48、淡水追加需要量計(jì)算部54、運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28以及制水計(jì)劃顯示部30。存儲(chǔ)部11存儲(chǔ)分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20。存儲(chǔ)部15存儲(chǔ)淡水需要量24的信息。在本實(shí)施例中具備兩個(gè)存儲(chǔ)部(第一存儲(chǔ)部11和第二存儲(chǔ)部15)，但是也可以是具有一個(gè)存儲(chǔ)部(例如存儲(chǔ)部11)的結(jié)構(gòu)。在具有一個(gè)存儲(chǔ)部的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的情況下，存儲(chǔ)部11存儲(chǔ)分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20、以及淡水需要量24的信息。此時(shí)，淡水追加需要量計(jì)算部54從存儲(chǔ)部11取得淡水需要量24的信息。
[0204]運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部8取得原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值12的信息，從水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部10取得原水的水溫預(yù)測(cè)值14的信息。此外，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從存儲(chǔ)部11取得分時(shí)電費(fèi)單價(jià)16、淡水箱上限水量18、淡水箱下限水量20的信息。水位計(jì)9實(shí)時(shí)地測(cè)量在水淡化設(shè)備6的淡水箱4中貯存的淡水的水量，把測(cè)量到的淡水量的信息發(fā)送給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從水位計(jì)9實(shí)時(shí)地取得在淡水箱4中貯存的淡水的水量的信息。淡水追加需要量計(jì)算部54根據(jù)淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值50和淡水需要量24計(jì)算淡水追加需要量52。淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值50通過(guò)淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值取得部48來(lái)測(cè)定。運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28從淡水追加需要量計(jì)算部54取得淡水追加需要量52。
[0205]水淡化設(shè)備6的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃或制水計(jì)劃26例如有時(shí)在每天一大早擬定今后24小時(shí)的計(jì)劃。在該時(shí)刻，預(yù)測(cè)今后24小時(shí)的淡水需要量24來(lái)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，但是現(xiàn)實(shí)的淡水需要量24未必與預(yù)測(cè)值一致。結(jié)果，一大早擬定的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃雖然在該時(shí)刻為最佳，但是有可能在經(jīng)過(guò)24小時(shí)之前成為不是最佳的計(jì)劃。例如，在沒(méi)有決定淡水需要量24的總量的情況下，隨著天氣和氣溫的變化，有時(shí)一大早預(yù)想的淡水需要量24與現(xiàn)實(shí)的淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值50偏離。此時(shí)，淡水追加需要量計(jì)算部54根據(jù)該淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值50，對(duì)于當(dāng)初設(shè)想的淡水需要量24計(jì)算今后需要的淡水追加需要量52，然后將其提供給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28，由此運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28能夠擬定更符合現(xiàn)實(shí)的制水計(jì)劃26。
[0206]作為淡水追加需要量52的一個(gè)計(jì)算方法，具有如下的方法:計(jì)算淡水需要量24和淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值50的比率，把該比率與今后的淡水需要量24相乘后的值作為淡水追加需要量52提供給運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28。
[0207]另一方面，在作為淡水需要量24決定了 24小時(shí)的總量時(shí)，通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部28執(zhí)行在剩余的時(shí)間恰當(dāng)?shù)胤峙鋸脑摽偭恐袦p去了淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值50后的淡水需要量24的計(jì)算，由此能夠擬定更加恰當(dāng)?shù)闹扑?jì)劃26，通過(guò)制水計(jì)劃顯示部30得到該信息的操作員也能夠執(zhí)行與需要側(cè)的狀況變化相對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)。
[0208]根據(jù)本實(shí)施例，不需要高效泵或大型泵等高額的硬件投資，通過(guò)軟件的應(yīng)對(duì)便可以降低動(dòng)力費(fèi)，能夠供給更便宜的淡水。并且，因?yàn)槟軌蚪档蛣?dòng)力自身，所以不僅是費(fèi)用還能夠降低溫室氣體排出量。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)，其是具有淡水箱的水淡化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)，所述淡水箱具有存儲(chǔ)從原水制成的淡水的緩沖功能，該運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)的特征在于，具備: 鹽濃度時(shí)間變化預(yù)測(cè)部，其求出所述原水的鹽濃度預(yù)測(cè)值； 水溫時(shí)間變化預(yù)測(cè)部，其求出所述原水的水溫預(yù)測(cè)值； 運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部，其根據(jù)所述鹽濃度預(yù)測(cè)值、所述水溫預(yù)測(cè)值、設(shè)置所述水淡化裝置的地域的分時(shí)電費(fèi)單價(jià)、作為在所述淡水箱中注水的水量的上限值的淡水箱上限水量、作為在所述淡水箱中注水的水量的下限值的淡水箱下限水量、作為在所述淡水箱中注水的淡水量的淡水箱內(nèi)淡水量以及淡水需要量，求出所述水淡化設(shè)備的動(dòng)力費(fèi)來(lái)計(jì)算制水計(jì)劃；以及 制水計(jì)劃顯示部，其顯示計(jì)算出的所述制水計(jì)劃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)，其特征在于， 具備淡水需要量預(yù)測(cè)部，其根據(jù)天氣的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)以及氣溫的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)求出所述淡水需要量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)，其特征在于， 所述運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部根據(jù)所述鹽濃度預(yù)測(cè)值、所述水溫預(yù)測(cè)值、所述分時(shí)電費(fèi)單價(jià)、所述淡水箱內(nèi)淡水量、所述淡水需要量以及除此之外的與所述淡水箱的下游側(cè)連接的配水池的配水池上限水量、所述配水池的配水池下限水量、以及表示配水池中的淡水量的配水池淡水量，求出所述水淡化設(shè)備的動(dòng)力費(fèi)，來(lái)計(jì)算制水計(jì)劃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)，其特征在于， 所述運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部根據(jù)所述鹽濃度預(yù)測(cè)值、所述水溫預(yù)測(cè)值、所述分時(shí)電費(fèi)單價(jià)、所述淡水箱內(nèi)淡水量、所述淡水需要量、所述淡水箱上限水量、所述淡水箱下限水量以及除此之外的淡水中的殘留鹽濃度允許值、淡水箱內(nèi)鹽濃度，求出所述水淡化設(shè)備的動(dòng)力費(fèi)，來(lái)計(jì)算制水計(jì)劃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃支援系統(tǒng)，其特征在于， 具備:淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值取得部，其取得淡水消費(fèi)量的實(shí)際成績(jī)值； 淡水追加需要量計(jì)算部，其從所述淡水需要量的值中減去淡水消費(fèi)量實(shí)際成績(jī)值，來(lái)計(jì)算需要追加進(jìn)行水淡化的淡水追加需要量； 運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃運(yùn)算部，其根據(jù)所述鹽濃度預(yù)測(cè)值、所述水溫預(yù)測(cè)值、所述分時(shí)電費(fèi)單價(jià)、所述淡水箱上限水量、所述淡水箱下限水量、所述淡水箱內(nèi)淡水量以及所述淡水追加需要量，求出動(dòng)力費(fèi)，來(lái)實(shí)時(shí)計(jì)算制水計(jì)劃；以及 制水計(jì)劃顯示部，其顯示計(jì)算出的制水計(jì)劃。
【文檔編號(hào)】C02F1/44GK103714410SQ201310347151
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】陰山晃治, 田所秀之, 荒戶利昭, 白石朋史, 隅倉(cāng)岬 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所