(57)【要約】【課題】負荷熱交換器の熱媒流量を負荷熱量に応じて調整する流量制御手段を備える熱負荷処理システムにおいて省エネルギ化を促進する。【解決手段】流量制御手段６は、負荷熱量ｇを賄うことが可能な熱媒流量でかつ負荷熱量ｇが小さくなるほど負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔを大きくする割合で減量する熱媒流量を適正熱媒流量ｑｓとして演算する所定の演算モデルＭＤにより、負荷演算処理Ｓ１での演算負荷熱量ｇに対する適正熱媒流量ｑｓを演算する流量演算処理Ｓ２と、負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正熱媒流量ｑｓ若しくはその近傍流量以下に制限した状態で負荷熱量ｇの変化に応じて調整する、又は、負荷熱交換器の熱媒流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正熱媒流量ｑｓ若しくはその近傍流量に調整する流量調整処理Ｓ３とを実行する構成にする。【選択図】図２
2010156478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷媒体を熱媒と熱交換させて冷却又は加熱する負荷熱交換器と、この負荷熱交換器に供給する熱媒の流量を前記負荷熱交換器での負荷媒体の冷却又は加熱に要する熱量である負荷熱量の変化に応じて調整する流量制御手段とを備える熱負荷処理システムであって、
前記負荷熱交換器の運転状態を検出する計測手段を設け、
前記流量制御手段は、この計測手段の計測情報に基づいて前記負荷熱量を演算する負荷演算処理と、
前記負荷熱量を賄うことが可能な熱媒流量でかつ前記負荷熱量が小さくなるほど前記負荷熱交換器の入口と出口との熱媒温度差を大きくする割合で減量する熱媒流量を前記負荷熱交換器の特性データ及び前記計測手段の計測情報に基づき適正熱媒流量として演算する所定の演算モデルにより、前記負荷演算処理での演算負荷熱量に対する適正熱媒流量を演算する流量演算処理と、
前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下に制限した状態で前記負荷熱量の変化に応じて調整する、又は、前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量に調整する流量調整処理とを実行する構成にしてある熱負荷処理システム。
【請求項２】
負荷媒体を熱媒と熱交換させて冷却又は加熱する負荷熱交換器と、この負荷熱交換器に供給する熱媒の流量を前記負荷熱交換器での負荷媒体の冷却又は加熱に要する熱量である負荷熱量の変化に応じて調整する流量制御手段とを備える熱負荷処理システムであって、
前記負荷熱交換器の運転状態を検出する計測手段を設け、
前記流量制御手段は、この計測手段の計測情報に基づいて前記負荷熱量を演算する負荷演算処理と、
前記負荷演算処理での演算負荷熱量を賄うことが可能な熱媒流量範囲の下限流量又はその流量範囲内における下限近傍流量を前記負荷熱交換器の特性データ及び前記計測手段の計測情報に基づき適正熱媒流量として演算する流量演算処理と、
前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下に制限した状態で前記負荷熱量の変化に応じて調整する、又は、前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量に調整する流量調整処理とを実行する構成にしてある熱負荷処理システム。
【請求項３】
前記流量制御手段は、前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量にしたときの前記負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を前記負荷熱交換器の特性データ及び前記計測手段の計測情報に基づき指標温度差として演算するとともに、
前記流量調整処理において前記計測手段により計測される前記負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差が前記指標温度差よりも設定減少幅以上に減少したとき及び設定増大幅以上に増大したとき、前記負荷演算処理及び前記流量演算処理を再度実行して前記流量調整処理で用いる前記適正熱媒流量を更新する構成にしてある請求項１又は２記載の熱負荷処理システム。
【請求項４】
前記流量制御手段は、前記負荷演算処理及び前記流量演算処理を所定の周期で繰り返して前記流量調整処理で用いる前記適正熱媒流量を逐次更新する構成にしてある請求項１又は２記載の熱負荷処理システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載した熱負荷処理システムとともに用いる熱源システムであって、
熱源機で冷却又は加熱した熱媒を前記負荷熱交換器に供給する熱媒送給路に複数の熱媒ポンプを並列配置で介装するとともに、
前記流量制御手段により調整する熱媒流量である負荷流量の変化に応じて前記熱媒ポンプの運転台数を変更するポンプ制御手段を装備した熱源システムにおいて、
各運転台数での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転した場合における熱媒送給流量と熱媒送給圧力との相関を示す運転台数毎のポンプ性能曲線を設定するとともに、
前記負荷流量とその負荷流量の熱媒を前記負荷熱交換器に供給するのに必要な送給圧力との相関を示すポンプ制御線を設定して、
これら運転台数毎のポンプ性能曲線とポンプ制御線との各交点における流量値又はその近傍流量値の夫々を閾値流量として設定し、
これらの設定に対して前記ポンプ制御手段は、ポンプ運転台数制御として、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき、
前記閾値流量の各々について、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある熱源システム。
【請求項６】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量の変化に応じて調整するポンプ出力制御を実行する構成にしてある請求項５記載の熱源システム。
【請求項７】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ出力制御として、
前記負荷熱交換器への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整して、前記負荷熱交換器への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する送給圧力制御と、
前記流量検出手段の検出情報に基づき前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に応じて変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある請求項６記載の熱源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調設備などで用いる熱負荷処理システム及び熱源システムに関し、詳しくは、負荷媒体を熱媒と熱交換させて冷却又は加熱する負荷熱交換器と、この負荷熱交換器に供給する熱媒の流量を負荷熱交換器での負荷媒体の冷却又は加熱に要する熱量である負荷熱量の変化に応じて調整する流量制御手段とを備える熱負荷処理システム、及び、この熱負荷処理システムとともに用いるのに適した熱源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記の如き熱負荷処理システムでは、例えば図７に示す如くファンコイルユニットやエアハンドリングユニットなどの負荷熱交換器Ｕにより室内空気Ａ（負荷媒体）を冷却して室内を設定温度ｔｒｓに冷房する冷房システムの場合、負荷熱交換器Ｕに供給する冷水等の熱媒Ｃの流量ｑを負荷熱交換器Ｕにおける必要冷却熱量ｇ（負荷熱量）に応じて流量制御手段６ｘにより調整するのに、その流量制御手段６ｘについては、温度センサ７ｘにより計測される室内温度ｔｒと冷房目標温度である上記設定温度ｔｒｓとの偏差Δｔｒに応じて流量調整弁Ｖｂの開度を調整することで熱媒流量ｑを調整する制御方式を一般に採用していた（特許文献１における段落００５０参照）。
【０００３】
即ち、この冷房システムでは、室内温度ｔｒを設定温度ｔｒｓに調整するのに要する熱量である必要冷却熱量ｇが小さくなるほど流量調整弁Ｖｂの開度を小さくして負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑを減少させる。
【０００４】
また従来、この種の熱負荷処理システムとともに用いる熱源システムについては、上記の如き流量制御手段６ｘにより調整される熱媒流量ｑである負荷流量の変化に応じて熱媒ポンプの運転台数を変更するのに、次の（イ）〜（ハ）の如き制御方式を採っていた（特許文献２参照）。
【０００５】
（イ）図８に示すように各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力（一般的には定格最大出力）で運転した場合における熱媒送給流量Ｑと熱媒送給圧力Ｐとの相関を示す運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３（即ち、運転状態にある熱媒ポンプの全体を１台のポンプと見なしたときの流量と圧力に関するポンプ性能曲線）を設定する。
【０００６】
（ロ）負荷熱交換器に供給する熱媒の送給圧力制御として、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷熱交換器への熱媒送給圧力Ｐを一定の目標圧力Ｐｍｓに調整するいわゆる吐出圧一定制御を実施することに対し、上記運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３上で吐出圧一定制御の目標圧力Ｐｍｓ（一定）に対応する流量値Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を閾値流量とする。
【０００７】
（ハ）負荷流量Ｑ（＝複数の負荷熱交換器についての合計負荷流量Σｑ）を検出する流
量検出手段の検出情報に基づき、上記閾値流量Ｑｓ′の各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ′よりも減少すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ′よりも増加すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させる。
換言すれば、負荷流量Ｑが各閾値流量Ｑｓ′よりも減少するごとに熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台ずつ減少させ、かつ、負荷流量Ｑが各閾値流量Ｑｓ′よりも増加するごとに熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台ずつ増加させる。
【０００８】
つまり、この熱源システムでは、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分（一般的には等間隔配分）で閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を設定し、これら閾値流量Ｑｓ′を台数変更指標として負荷流量Ｑの変化に応じ熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更していた。
【０００９】
また、上記の吐出圧一定制御に代え、送給圧力制御として、同図８に示すように負荷流量Ｑと、その負荷流量Ｑの熱媒を負荷熱交換器に供給するのに必要な送給圧力Ｐとの相関を示すポンプ制御線Ｍを配管抵抗等も考慮した状態で設定し、このポンプ制御線Ｍ上で各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対応する圧力値を目標圧力Ｐｍとして、熱媒送給圧力Ｐの検出情報に基づき負荷熱交換器への熱媒送給圧力Ｐを各時点の目標圧力Ｐｍ（即ち、負荷流量Ｑの変化に伴い変化する目標圧力）に調整する改良システムも提案されている（特許文献１参照）。
【００１０】
しかし、この改良システムにしても熱媒ポンプの運転台数制御ついては前述と同様、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分で閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を設定し、これら閾値流量Ｑｓ′を台数変更指標として、負荷流量Ｑの変化に応じ熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更していた。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３１３７６号公報
【特許文献２】特開昭５８−９３９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
先述の如き従来の熱負荷処理システムでは（図７参照）、例えば負荷熱交換器Ｕの入口熱媒温度ｔｉを５℃にするともに出口熱媒温度ｔｏを１２℃として、入出口の熱媒温度差Δｔを７℃ｄｅｇとする設計条件で負荷熱交換器Ｕを選定したとしても、その選定は負荷熱交換器Ｕにおける負荷熱量ｇ（必要冷却熱量）が最大の場合を想定したものであるため、負荷熱交換器Ｕの負荷熱量ｇが最大未満のときには、設計条件との相違による現象として、負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔが設計温度差である７℃ｄｅｇよりも小さくなって、未だ低温（例えばｔｏ＝９℃）の熱媒Ｃが負荷熱交換器Ｕから送出される運転状態になっていた。
【００１３】
即ち、負荷熱量ｇが小さいとき流量調整弁Ｖｂは開度減少側に調整されて負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑが減少側に調整されるものの、流量調整弁Ｖｂの制御遅れなどに原因して熱媒流量ｑが十分に減少していない状態で負荷熱交換器Ｕにおける負荷媒体と熱媒Ｃとの熱交換が平衡状態になってしまい、このことで負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔが設計温度差よりも小さくなる状況が生じていた。
【００１４】
また、負荷熱量ｇの最大値に対して必要な負荷熱交換器Ｕのコイル列数が計算上で端数であったとき、設計ではその端数を切り上げたコイル列数が採用されるなどのこともあって、一般に負荷熱交換器Ｕは負荷熱量ｇの最大値に対しても能力的に十分に余裕のあるものが選定されており、このことも負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔが設計温度差より小さくなることの助長要因となっている。
【００１５】
しかし、このように負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔが小さくなった運転状態では、未だ保有冷熱の大きい低温の熱媒Ｃ（加熱の場合では未だ保有温熱の大きい高温の熱媒）が負荷熱交換器Ｕから無駄に送出される分、必要以上に大きい熱媒流量ｑで負荷熱交換器Ｕを運転していることになり、このことで負荷熱交換器Ｕに熱媒Ｃを送給する熱媒ポンプの運転動力が嵩む問題があった。
【００１６】
また、負荷熱交換器Ｕから送出される熱媒Ｃを冷凍機などの熱源機で再び冷却又は加熱して負荷熱交換器Ｕに循環供給するシステムでは、冷却の場合には設計温度よりも低温の熱媒Ｃが熱媒熱源機に戻ることで、逆に加熱の場合には設計温度よりも高温の熱媒が熱源機に戻ることで熱源機の成績係数が低下する問題もあった。
【００１７】
そして、これらのことが原因で消費エネルギの増大を招くが、負荷流熱量ｇが最大となるのは一般的に極限られた期間であることが多く、運転期間の大部分については負荷熱量ｇが最大未満の部分負荷状態であって上記の如く負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔが小さくなった状態でシステムが運転されることから、負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔが小さくなることに原因するエネルギ浪費は相当に大きなものとなっていた。
【００１８】
一方、このような熱負荷処理システムとともに用いられる先述の如き従来の熱源システムでは（図８参照）、閾値流量Ｑｓ′（Ｑ１′〜Ｑ３′）と負荷流量Ｑとの比較により決定される熱媒ポンプの運転台数Ｎより仮に少ない運転台数Ｎ−１で熱媒ポンプを運転しても、流量面及び圧力面の夫々について何ら問題なく負荷熱交換器に熱媒を供給できる状況（即ち、閾値流量Ｑｓ′と負荷流量Ｑとの比較により決定される運転台数Ｎが実際に必要なポンプ運転台数よりも過大となる状況）が頻繁に生じていた。
【００１９】
そして、このように必要以上の運転台数Ｎで熱媒ポンプが運転されると、個々の出力を絞った状態で複数の熱媒ポンプを運転することになってポンプ効率の低下を招いたり、また、余剰のポンプ出力が大きくなって熱媒ポンプの出力ロスが増大する、あるいはまた、個々の熱媒ポンプの運転で生じる不可避的なエネルギロスの合計が増大するといったことを招き、この点でやはり省エネルギ化を図る上で改善の余地があった。
【００２０】
なお、これらの問題については、負荷熱交換器において空気等の負荷媒体を熱媒との熱交換により加熱する場合についても同様に存在する。
【００２１】
以上の如き実情に鑑み、本発明の主たる課題は、上記の如き問題を効果的に解消して省エネルギ化を効果的に促進し得る熱負荷処理システム及び熱源システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第１特徴構成は熱負荷処理システムに係り、その特徴は、
負荷媒体を熱媒と熱交換させて冷却又は加熱する負荷熱交換器と、この負荷熱交換器に供給する熱媒の流量を前記負荷熱交換器での負荷媒体の冷却又は加熱に要する熱量である負荷熱量の変化に応じて調整する流量制御手段とを備える熱負荷処理システムにおいて、
前記負荷熱交換器の運転状態を検出する計測手段を設け、
前記流量制御手段は、この計測手段の計測情報に基づいて前記負荷熱量を演算する負荷演算処理と、
前記負荷熱量を賄うことが可能な熱媒流量でかつ前記負荷熱量が小さくなるほど前記負荷熱交換器の入口と出口との熱媒温度差を大きくする割合で減量する熱媒流量を前記負荷熱交換器の特性データ及び前記計測手段の計測情報に基づき適正熱媒流量として演算する所定の演算モデルにより、前記負荷演算処理での演算負荷熱量に対する適正熱媒流量を演算する流量演算処理と、
前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下に制限した状態で前記負荷熱量の変化に応じて調整する、又は、前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量に調整する流量調整処理とを実行する構成にしてある点にある。
【００２３】
つまり、この構成では、負荷熱量を賄うことが可能な熱媒流量でかつ負荷熱量が小さくなるほど負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を大きくする割合で減量する熱媒流量を負荷熱交換器の特性データ及び計測手段の計測情報に基づき適正熱媒流量として演算する所定演算モデルを用いて、負荷演算処理での演算負荷熱量（略言すれば、その時の負荷熱量）に対する適正熱媒流量を演算する。
【００２４】
そして、この適正熱媒流量を制御指標として、負荷熱交換器の熱媒流量を演算負荷熱量（その時の負荷熱量）に対する適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下に制限した状態で負荷熱量の変化に応じて調整する、又は、負荷熱交換器の熱媒流量を演算負荷熱量（その時の負荷熱量）に対する適正熱媒流量若しくはその近傍流量に調整するから、負荷熱量が設計値（即ち、想定最大値）より小さい状況では負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を設計温度差よりも大きくした状態で負荷熱交換器を運転することができ、また、部分負荷状態において負荷熱量がさらに低下したときには負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を負荷熱量が低下する前の温度差よりもさらに大きくした状態で負荷熱交換器を運転することができる。
【００２５】
即ち、このことにより各時点の負荷熱量を適切に処理しながらも熱媒流量を効果的に低減した状態で負荷熱交換器を運転することができて、負荷熱交換器に熱媒を送給する熱媒ポンプの運転動力を効果的に低減することができ、また、負荷熱交換器からの送出熱媒を熱源機で再度冷却又は加熱して負荷熱交換器に循環供給する場合では、保有冷熱や保有温熱が十分に消費された熱媒を熱源機に戻すことができて、熱源機の成績係数を効果的に高めることができ、これらのことで従来の熱負荷処理システムに比べ省エネルギ化を効果的に促進することができる。
【００２６】
因みに、負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差が小さくなるのを防止するのに、別方式として、負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を計測し、この計測温度差に基づき負荷熱交換器の熱媒流量を調整することで負荷熱量の変化にかかわらず負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を設計温度差に維持する方式も考えられる（特開平４−１６５２４２号公報参照）。
【００２７】
しかし、負荷熱量が小さいとき負荷熱交換器には能力的な余裕が生じ、また、先述の如く負荷熱交換器は一般的に負荷熱量の最大値に対しても能力的に余裕のあるものが設定されていることから、これらの能力的な余裕分だけ、入出口の熱媒温度差を設計温度差より大きくするような小さな熱媒流量で負荷熱交換器を運転しても、負荷熱量は十分に処理することができるが、この点、負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を負荷熱量の変化にかかわらず設計温度差に維持する上記別方式では、負荷熱交換器の上記の如き能力的な余裕を十分に活用しているとは言えず、その分、熱媒流量の低減が制限されたものとなる。
【００２８】
これに対し、上記構成によれば、上記の如く演算する適正熱媒流量を制御指標として熱媒流量を調整するから、上記の如き能力的な余裕も活用した状態で熱媒流量を低減することができ、その分、上記別方式に比べ一層効果的に省エネルギ化を促進することができる。
【００２９】
また、上記別方式では、熱媒流量の調整が入出口熱媒温度差の維持に拘束されることから、負荷熱交換器により室内空気を冷却又は加熱して室内を冷暖房するような場合において負荷熱交換器の冷却能力や加熱能力を調整するには、温度センサにより計測される室内温度と冷暖房目標温度である設定温度との偏差に応じて負荷熱交換器に対する室内空気の通風量を調整するなどの調整方式を別途採用することが必要になる。
【００３０】
これに対し、上記構成において負荷熱交換器の熱媒流量を演算負荷熱量（その時の負荷熱量）に対する適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下に制限した状態で負荷熱量の変化に応じて調整する形態を採れば、熱媒流量の調整により負荷熱交換器の冷却能力や加熱能力を調整する形態にすることができ、この点で、上記別方式に比べ負荷変化に対する対応性も高くし得るとともに、クリーンルームの空調など負荷熱交換器に通風する空気量を一定に維持する必要がある場合にもシステムを適用することができて、汎用性の面でも一層優れたシステムにすることができる。
【００３１】
本発明の第２特徴構成は熱負荷処理システムに係り、その特徴は、
負荷媒体を熱媒と熱交換させて冷却又は加熱する負荷熱交換器と、この負荷熱交換器に供給する熱媒の流量を前記負荷熱交換器での負荷媒体の冷却又は加熱に要する熱量である負荷熱量の変化に応じて調整する流量制御手段とを備える熱負荷処理システムにおいて、
前記負荷熱交換器の運転状態を検出する計測手段を設け、
前記流量制御手段は、この計測手段の計測情報に基づいて前記負荷熱量を演算する負荷演算処理と、
前記負荷演算処理での演算負荷熱量を賄うことが可能な熱媒流量範囲の下限流量又はその流量範囲内における下限近傍流量を前記負荷熱交換器の特性データ及び前記計測手段の計測情報に基づき適正熱媒流量として演算する流量演算処理と、
前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下に制限した状態で前記負荷熱量の変化に応じて調整する、又は、前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量に調整する流量調整処理とを実行する構成にしてある点にある。
【００３２】
つまり、前述の如く負荷熱量が小さいとき負荷熱交換器には能力的な余裕が生じ、また、負荷熱交換器は一般的に負荷熱量の最大値に対しても能力的に余裕のあるものが設定されていることから、これらの能力的な余裕分だけ、入出口の熱媒温度差を設計温度差より大きくするような小さな熱媒流量で負荷熱交換器を運転しても負荷熱量は十分に処理することができる。
【００３３】
したがって、上記の如く負荷演算処理での演算負荷熱量（その時の負荷熱量）を賄うことが可能な熱媒流量範囲の下限流量又はその流量範囲内における下限近傍流量を負荷熱交換器の特性データ及び計測手段の計測情報に基づき適正熱媒流量として演算し、この適正熱媒流量を制御指標として、負荷熱交換器の熱媒流量をその適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下に制限した状態で負荷熱量の変化に応じて調整する（即ち、先に演算した適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下の範囲で、その後の負荷熱量の変化に応じて熱媒流量を調整する）、又は、負荷熱交換器の熱媒流量をその適正熱媒流量若しくはその近傍流量に調整するようにすれば、前述の第１特徴構成と同様、負荷熱量が設計値（即ち、想定最大値）より小さい状況では負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を設計温度差よりも大きく状態で負荷熱交換器を運転することができ、また、部分負荷状態において負荷熱量がさらに低下したときには負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を負荷熱量が低下する前の温度差よりもさらに大きくした状態で負荷熱交換器を運転することができる。
【００３４】
即ち、このことにより各時点の負荷熱量を適切に処理しながらも熱媒流量を効果的に低減した状態で負荷熱交換器を運転することができて、負荷熱交換器に熱媒を送給する熱媒ポンプの運転動力を効果的に低減することができ、また、負荷熱交換器からの送出熱媒を熱源機で再度冷却又は加熱して負荷熱交換器に循環供給する場合では、保有冷熱や保有温熱が十分に消費された熱媒を熱源機に戻すことができて、熱源機の成績係数を効果的に高めることができ、これらのことで従来の熱負荷処理システムに比べ省エネルギ化を効果的に促進することができる。
【００３５】
そしてまた、上記の如き能力的な余裕も活用した状態で熱媒流量を低減することになるから、負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を設計温度差に維持するように熱媒流量を調整する前述の別方式（特開平４−１６５２４２号公報参照）に比べても、第１特徴構成と同様、一層効果的に省エネルギ化を促進することができる。
【００３６】
また、上記構成において負荷熱交換器の熱媒流量を適正熱媒流量若しくはその近傍流量以下に制限した状態で負荷熱量の変化に応じて調整する形態を採れば、熱媒流量の調整により負荷熱交換器の冷却能力や加熱能力を調整する形態にすることができるから、前述と同様、上記別方式に比べ負荷変化に対する対応性も高くし得るとともに、クリーンルームの空調など負荷熱交換器に通風する空気量を一定に維持する必要がある場合にもシステムを適用することができて、汎用性の面でも一層優れたシステムにすることができる。
【００３７】
本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記流量制御手段は、前記負荷熱交換器の熱媒流量を前記流量演算処理で演算した適正熱媒流量にしたときの前記負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差を前記負荷熱交換器の特性データ及び前記計測手段の計測情報に基づき指標温度差として演算するとともに、
前記流量調整処理において前記計測手段により計測される前記負荷熱交換器の入出口の熱媒温度差が前記指標温度差よりも設定減少幅以上に減少したとき及び設定増大幅以上に増大したとき、前記負荷演算処理及び前記流量演算処理を再度実行して前記流量調整処理で用いる前記適正熱媒流量を更新する構成にしてある点にある。
【００３８】
つまり、この構成によれば、流量調整処理で用いる適正熱媒流量を上記の如く更新することで、負荷熱量の変化に対し適切に追従して、各時点の負荷熱量を適切に処理しながら各時点の負荷熱量に応じ負荷熱交換器の熱媒流量を前述の如く効果的に低減することができる。
【００３９】
そしてまた、計測される熱媒温度差が上記指標温度差よりも設定減少幅以上に減少したとき及び設定増大幅以上に増大したときに適正熱媒流量を更新するから、適正熱媒流量の不要な更新を回避することができ、これにより、制御指標とする適正熱媒流量の必要以上の頻繁な更新によるシステム運転の不安定化を防止することができて、システム運転の安定性を高めることができる。
【００４０】
本発明の第４特徴構成は、第１又は第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記流量制御手段は、前記負荷演算処理及び前記流量演算処理を所定の周期で繰り返して前記流量調整処理で用いる前記適正熱媒流量を逐次更新する構成にしてある点にある。
【００４１】
つまり、この構成によれば、流量調整処理で用いる適正熱媒流量を上記の如く更新することで、前述の第３特徴構成と同様、負荷熱量の変化に対し適切に追従して、各時点の負荷熱量を適切に処理しながら各時点の負荷熱量に応じ負荷熱交換器の熱媒流量を前述の如く効果的に低減することができる。
【００４２】
そしてまた、この構成によれば、負荷演算処理及び流量演算処理を単に繰り返すことで適正熱媒流量を更新するから、その更新のための制御系を簡略なもので済ませることができる。
【００４３】
本発明の第５特徴構成は、第１〜第４特徴構成のうちのいずれかの熱負荷処理システムとともに用いる熱源システムに係り、その特徴は、
熱源機で冷却又は加熱した熱媒を前記負荷熱交換器に供給する熱媒送給路に複数の熱媒ポンプを並列配置で介装するとともに、
前記流量制御手段により調整する熱媒流量である負荷流量の変化に応じて前記熱媒ポンプの運転台数を変更するポンプ制御手段を装備した熱源システムにおいて、
各運転台数での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転した場合における熱媒送給流量と熱媒送給圧力との相関を示す運転台数毎のポンプ性能曲線を設定するとともに、
前記負荷流量とその負荷流量の熱媒を前記負荷熱交換器に供給するのに必要な送給圧力との相関を示すポンプ制御線を設定して、
これら運転台数毎のポンプ性能曲線とポンプ制御線との各交点における流量値又はその近傍流量値の夫々を閾値流量として設定し、
これらの設定に対して前記ポンプ制御手段は、ポンプ運転台数制御として、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき、
前記閾値流量の各々について、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある点にある。
【００４４】
つまり、この構成において（図４参照）、上記した運転台数毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの交点Ｘ１〜Ｘ３の夫々は、各運転台数Ｎ（Ｎ＝１，２，３）での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力運転する状況下でポンプ制御線Ｍが示す流量・圧力相関（即ち、負荷流量Ｑとその負荷流量Ｑの熱媒を負荷熱交換器に供給するのに必要な送給圧力との相関）を満足することができる運転台数毎の上限的なポンプ運転状態を示す点となる。
【００４５】
したがって、これら各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々を閾値流量として、上記の如く、これら閾値流量Ｑｓの各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させるようにすれば、負荷流量Ｑの変化に応じた熱媒ポンプの運転台数変更において必要以上の運転台数Ｎで熱媒ポンプが運転されるといった状況が生じるのを回避しながら、負荷流量Ｑの熱媒を負荷熱交換器に対して適切に供給することができる。
【００４６】
即ち、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分で台数変更指標としての閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を設定していた先述の従来方式では（図８参照）、閾値流量Ｑｓ′と負荷流量Ｑとの比較により決定される熱媒ポンプの運転台数Ｎより一台少ない運転台数で熱媒ポンプを運転しても、流量面及び圧力面の夫々について何ら問題なく負荷熱交換器に熱媒を供給できる運転台数過大状況が図４におけるＱｓ１〜Ｑｓ１′の流量域、及び、Ｑｓ２〜Ｑｓ２′の流量域の夫々で生じており、これに対し上記構成によれば、このような状況が生じるのを回避することができて、熱媒ポンプの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化することができ、これにより、この熱媒システムとともに用いる前述第１〜第４特徴構成のいずれかに係る熱負荷処理システムにおいて前述の如く負荷熱交換器の熱媒流量（負荷流量）を効果的に低減し得ることと相まって、省エネルギ化を更に効果的に促進することができる。
【００４７】
なお、上記例では３台の熱媒ポンプを装備する場合を示したが、熱媒送給路に並列配置で介装する熱媒ポンプの台数は３台に限らず２台以上の複数であれば何台であってもよく、また、それら複数の熱媒ポンプは最大出力等の仕様が互いに異なるものであってもよい。
【００４８】
装備した複数の熱媒ポンプの全てを運転台数変更の対象ポンプとするに限らず、装備した熱媒ポンプのうちの一部の複数ポンプについてはシステム運転時において常時運転し、その他の複数ポンプのみを運転台数変更の対象とするようにしてもよい。
【００４９】
運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３は、運転熱媒ポンプの夫々を定格の最大出力で運転した場合における流量・圧力相関を示すもの、あるいは、運転熱媒ポンプの夫々を実質的な最大出力で運転した場合における流量・圧力相関を示すもののいずれであってもよい。
【００５０】
ポンプ制御線Ｍは実測により求めることが望ましいが、システムの実施を容易にするため、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的な曲線、折れ線、直線などを用いてもよい。また、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的なものを採用する場合、求めたポンプ制御線Ｍを実測データ等に基づき補正した上で使用するのが望ましい。
【００５１】
運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３、ポンプ制御線Ｍ、並びに、それらの交点Ｘ１〜Ｘ３は図上に描いたものである必要はなく、ポンプ制御手段が式や座標としてのみ認識するものであってもよく、また、これらポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３やポンプ制御線Ｍ、あるいは、それらの交点Ｘ１〜Ｘ３や閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々は、予め決定したものを初期設定的な入力によりポンプ制御手段に記憶させる方式、あるいは、所要データの入力によりポンプ制御手段に演算させる方式のいずれを採用してもよい。
【００５２】
台数変更指標としての閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）は、運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値と必ずしも厳密に合致させる必要はなく、例えば、安全率を見込んで各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値よりも若干小さい流量値を閾値流量Ｑｓにしたり、また逆に、各熱媒ポンプの実質の最大出力が定格の最大出力よりも大きいことを安全分として各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値よりも若干大きい流量値を閾値流量Ｑｓにするなど、各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値の近傍流量値を閾値流量Ｑｓにしてもよい。
【００５３】
負荷流量Ｑを検出する流量検出手段は、負荷熱交換器における熱媒流量Ｑを直接的に検出するもの、あるいは、間接的に検出するもののいずれであってもよく、また、その検出方式も種々のものを採用することができる。
【００５４】
本発明の第６特徴構成は、第５特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量の変化に応じて調整するポンプ出力制御を実行する構成にしてある点にある。
【００５５】
つまり、この構成によれば、前記ポンプ運転台数制御に加え、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整するので、ある運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転する上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数よりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）よりも負荷流量Ｑが減少した状態では、少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下する。
【００５６】
即ち、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプを常に最大出力で運転するのに比べ、上記の出力低下分だけ運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができ、これにより、熱媒ポンプの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化し得る前記ポンプ運転台数制御と相まって、省エネルギ化を一層効果的に促進することができる。
【００５７】
なお、運転熱媒ポンプの出力を調整するには、負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を連続的に変更する調整形態あるいは段階的に変更する調整形態のいずれを採用してもよいが、いずれにしても前記ポンプ制御線Ｍを出力調整の基準線とする形態で負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を調整するのが望ましい。
【００５８】
負荷流量Ｑの変化に応じた運転熱媒ポンプの出力調整は、ポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転の全てについて実施するに限らず、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転のうちの一部の熱媒ポンプ運転についてのみ実施するようにしてもよい。
【００５９】
また、運転熱媒ポンプの出力を調整するには、インバータ制御（周波数制御）によるポンプ回転数の調整を初め、種々の出力調整方式を採用することができる。
【００６０】
この構成において用いる流量検出手段は、負荷熱交換器における熱媒流量Ｑを直接的に検出するもの、あるいは、間接的に検出するもののいずれにしても種々の検出方式のものを採用することができ、また、第５特徴構成の実施において用いる流量検出手段を兼用するもの、あるいは、それとは別個のもののいずれであってもよい。
【００６１】
本発明の第７特徴構成は、第６特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ出力制御として、
前記負荷熱交換器への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整して、前記負荷熱交換器への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する送給圧力制御と、
前記流量検出手段の検出情報に基づき前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に応じて変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある点にある。
【００６２】
つまり、この構成では、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整する前記ポンプ出力制御として、１つは運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整することで、負荷熱交換器への熱媒送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する送給圧力制御を実行させる。
【００６３】
そして、他の１つとして送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御を実行させ、このように負荷流量Ｑの変化に応じて目標圧力Ｐｍを変更する形態で上記送給圧力制御を実行させることにより、全体としては、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整する。
【００６４】
即ち、上記構成によれば、全体としては負荷流量Ｑの変化に応じたポンプ運転台数制御と同様、負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を調整するものの、制御端末では実質的に、負荷流量Ｑの変化に応じたポンプ運転台数制御とは異なり、前記ポンプ出力制御での運転熱媒ポンプの出力調整を熱媒送給圧力Ｐに応じて行なわせる形態となり、これにより、前記ポンプ運転台数制御及び前記ポンプ出力制御夫々の独立性を高めてシステム運転の安定性を高めることができる。
【００６５】
なお、この構成の実施において、送給圧力制御で調整する熱媒送給圧力Ｐ、目標変更制御で変更する送給圧力制御の目標圧力Ｐｍ、圧力検出手段が検出する熱媒送給圧力Ｐは、運転熱媒ポンプ全体としての吐出圧力に限られるものではなく、負荷熱交換器の入口熱媒圧力や運転熱媒ポンプ全体としての入出口熱媒差圧などであってもよい。
【００６６】
また、本発明の上記第７特徴構成の実施にあたっては次の構成を採用してもよい。
【００６７】
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する構成にする。
【００６８】
つまり（図４参照）、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させたときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓ、及び、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させたときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓはいずれも、略言すれば、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に相当する。
【００６９】
したがって、上記構成では、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓに対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）又は近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する。
【００７０】
即ち、このように送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを段階的に変更すれば、前記ポンプ出力制御として、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分だけ運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下するように少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができて、省エネルギ化を一層促進することができる。
【００７１】
また、上記構成では、熱媒ポンプの運転台数変更があったときのみ送給圧力制御の目標圧力Ｐｍが変更され、それ以外の定常運転状態では送給圧力制御の目標圧力Ｐｍが一定に維持される（言わば、熱媒ポンプ運転台数Ｎごとの個別の吐出圧一定制御となる）から、熱媒ポンプの運転台数変更には至らない小幅な負荷流量Ｑ変化が多い場合においてシステムの運転を安定化するのに有効である。
【００７２】
本発明の第７特徴構成の実施にあたっては上記構成のほか次の構成を採用してもよい。
【００７３】
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記流量検出手段の検出情報に基づき、各時点の負荷流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力とする形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に伴い連続的に変更する構成にする。
【００７４】
つまり、この構成によれば、各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐ又はその近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更するから、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）よりも減少した状態では、その流量減少分とその流量減少に対応する圧力減少分とについて、運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下するように少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができて、省エネルギ化を一層効果的に促進することができる。
【００７５】
本発明の第７特徴構成の実施にあたっては次の構成を採用してもよい。
【００７６】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御として、
前記圧力検出手段により検出される熱媒送給圧力が前記送給圧力制御における目標圧力の設定許容範囲内にある状態において、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にする。
【００７７】
つまり、この構成では、前記送給圧力制御において負荷熱交換器への熱媒送給圧力Ｐが目標圧力Ｐｍの設定許容範囲から外れている状況、即ち、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況では、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ（下限側の閾値流量）より減少したとしても、また、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ（上限側の閾値流量）より増加したとしても熱媒ポンプの運転台数変更は実施せず、現状の熱媒ポンプ運転台数が保持される。
【００７８】
したがって、この構成によれば、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況で熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更するために負荷熱交換器に対する熱媒送給圧力Ｐがさらに不適切なものになるといったことを防止することができ、この点でシステム運転の安定性を高めることができる。
【００７９】
一方、本発明の前記第５特徴構成の実施にあたっては、上記第６，第７特徴構成のほか次の構成を採用してもよい。
【００８０】
前記熱媒送給路における熱媒ポンプ並列配置群の下流側部分と上流側部分とを短絡する短絡還流路を設けて、この短絡還流路に短絡流量調整弁を介装し、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、短絡還流量制御として、
前記負荷熱交換器への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき前記短絡流量調整弁の開度を調整して前記負荷熱交換器への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する短絡式の送給圧力制御と、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する目標変更制御とを実行する構成にする。
【００８１】
つまり、前述の如く（図４参照）、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させたときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓ、及び、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させたときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓはいずれも、略言すれば、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に相当する。
【００８２】
したがって、上記構成では、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓに対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）又は近傍圧力値を上記短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍとする形態で、その送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを熱媒ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００８３】
即ち、このように短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを段階的に変更すれば、複数の熱媒ポンプの夫々に出力固定型のポンプを用いる場合でも、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓより減少した状態では、その負荷流量Ｑの減少で生じる運転熱媒ポンプ全体としての熱媒送給流量のうちの余剰分を短絡式の送給圧力制御による短絡流量調整弁の開度調整により短絡還流路を通じ逃がすことができて、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転の夫々につき負荷熱交換器への熱媒送給圧力Ｐを熱媒ポンプ運転台数Ｎ毎の目標圧力Ｐｍに安定的に維持することができ、これによりシステムの運転を安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８４】
〔第１実施形態〕
図１は空調用の熱源システムを示し、このシステムは熱源機としてインバータ装置ＩＮＶによる出力調整（即ち容量制御）が可能な複数の冷凍機Ｒを備え、各冷凍機Ｒには冷却水循環路１を介して冷却塔ＣＴを個別に接続してある。
【００８５】
２ａは各冷凍機Ｒから１次側冷水往路３ａを通じて並列的に供給される冷水Ｃを受け入れる１次側ヘッダ、２ｂは１次側ヘッダ２ａから複数の冷水中継路３ｂを通じて供給される冷水Ｃを受け入れる２次側ヘッダであり、この２次側ヘッダ２ｂからエアハンドリングユニットやファンコイルユニット等の複数の負荷熱交換器Ｕに対し熱媒としての冷水Ｃを２次側冷水往路３ｃを通じて並列的に送給することで、各負荷熱交換器Ｕでは供給冷水Ｃの保有冷熱を冷房等の所要目的に消費する。
【００８６】
２ｃは冷熱消費で昇温した冷水Ｃを各負荷熱交換器Ｕから２次側冷水還路３ｄを通じて受け入れ、その受け入れ冷水Ｃを１次側冷水還路３ｅを通じて各冷凍機Ｒに戻す２次側還ヘッダであり、冷凍機Ｒと各負荷熱交換器Ｕとを結ぶ冷水循環系は１次側ヘッダ２ａと還側ヘッダ２ｃとを境として冷凍機Ｒの側である１次側（換言すれば熱源側）と負荷熱交換器Ｕの側である２次側（換言すれば負荷側）とに区分される。
【００８７】
この熱源システムの構成機器としては冷凍機Ｒ、冷却塔ＣＴ、負荷熱交換器Ｕの他、各冷凍機Ｒへの１次側冷水還路３ｅに介装した１次ポンプＪＡ、２次側冷水往路３ｃとともに負荷熱交換器Ｕへの熱媒送給路を構成する並列の冷水中継路３ｂの夫々に介装した２次ポンプＪＢ、各冷却水循環路１に介装した冷却水ポンプＪＣなどを備え、これらポンプＪＡ，ＪＢ，ＪＣは各々に装備のインバータ装置ＩＮＶを用いた周波数制御によるポンプモータの回転数調整でポンプ出力を連続的に調整し得る可変ポンプにしてある。
【００８８】
なお、冷却塔ＣＴ、冷却水ポンプＪＣ、１次ポンプＪＡの夫々は対応する冷凍機Ｒの発停に応じて発停され、２次ポンプＪＢは負荷熱交換器Ｕの側の必要冷水流量である負荷流量Ｑに応じて運転台数制御されるとともに出力制御される。
【００８９】
Ｖａは１次側冷水往路３ａの夫々に装備した開閉弁であり、これら開閉弁Ｖａは対応する冷凍機Ｒ及び１次ポンプＪＡの運転時に開弁される。
【００９０】
Ｖｂは各負荷熱交換器Ｕに装備した流量調整弁であり、１次ポンプＪＡ及び２次ポンプＪＢによる冷水循環の下で、これら流量調整弁Ｖｂにより各負荷熱交換器Ｕの冷水流量ｑ（即ち、負荷熱交換器Ｕ個々の熱媒流量）が各負荷熱交換器Ｕにおける必要冷却熱量ｇ（即ち、負荷熱交換器Ｕ個々の負荷熱量）に応じて調整される。
【００９１】
Ｖｓは１次側ヘッダ２ａと２次側ヘッダ２ｂとにわたらせた短絡還流路３ｆに装備した流量バランス調整用の短絡流量調整弁であり、この短絡流量調整弁Ｖｓは後述の圧力センサＰＳにより検出される負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐ（本例では２次側ヘッダ２ｂ内の冷水圧力）に応じて、その冷水送給圧力Ｐを適正値に保つように開度調整される。
【００９２】
４は１次側ヘッダ２ａと還側ヘッダ２ｃとを短絡するバイパス路であり、このバイパス路４を通じた冷水流動により１次側と２次側との冷水流量差が吸収される。即ち、２次側よりも１次側の冷水流量が大きい状態ではその差分の冷水Ｃが１次側ヘッダ２ａからバイパス路４を通じて還側ヘッダ２ｃの方に流れ、逆に、１次側よりも２次側の冷水流量が大きい状態ではその差分の冷水Ｃが還側ヘッダ２ｃからバイパス路４を通じて１次側ヘッダ２ａの方に流れる。
【００９３】
図２は上記負荷熱交換器Ｕを用いた熱負荷処理システムの一例である冷房システムを示し、システム構成機器としては室内還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気ＭＡを負荷媒体として、その混合空気ＭＡを熱媒である上記冷水Ｃと熱交換させることで冷却するフィンチューブ型の負荷熱交換器Ｕの他、流量調整弁Ｖｂとともに流量制御手段を構成する流量制御器６、並びに、負荷熱交換器Ｕの運転状態を計測する計測手段７を装備してある。
【００９４】
計測手段７としては、負荷熱交換器Ｕの冷水流量ｑ、入口冷水温度ｔｉ、出口冷水温度ｔｏを計測するセンサ７ａを装備するとともに、負荷媒体側について室内還気ＲＡ、外気ＯＡ、混合空気ＭＡ、給気ＳＡ（即ち、冷却後の混合空気）夫々の風量、及び、温度、湿度、エンタルピ等の状態値を検出するセンサ７ｂを装備してある。
【００９５】
また、流量制御器６には、所定の演算モデルＭＤを用いて適正冷水流量ｑｓ（適正熱媒流量）を演算する流量演算プログラム、及び、コイル面積、列数、有効長、チューブ数、伝熱係数、濡れ面係数などの負荷熱交換器Ｕの特性データＤＴを格納してある。
【００９６】
流量制御器６は、計測手段７である上記各センサ７ａ，７ｂの計測情報に基づき流量調整弁Ｖｂの開度を調整して負荷熱交換器Ｕの冷水流量ｑ（熱媒流量）を必要冷却熱量ｇ（負荷熱量）の変化に応じて調整し、具体的には次の（ａ）〜（ｄ）の各処理を実行する（図３参照）。
【００９７】
（ａ）負荷演算処理Ｓ１として、計測手段７の計測情報に基づき負荷熱交換器Ｕにおける必要冷却熱量ｇを演算する。
【００９８】
即ち、負荷媒体である混合空気ＭＡの現状状態値と冷却後の給気ＳＡの目標状態値との差分（例えば温度差やエンタルピ差）に対し混合空気ＭＡの風量を乗じて積を求める形態で必要冷却熱量ｇを演算する。
【００９９】
（ｂ）流量演算処理Ｓ２として、上記負荷演算処理Ｓ１で演算した必要冷却熱量ｇ（略言すれば、その時の負荷熱量）に対する適正冷水流量ｑｓを演算モデルＭＤを用いて演算する。
【０１００】
この演算モデルＭＤは、必要冷却熱量ｇを賄うことが可能な冷水流量でかつ必要冷却熱量ｇが小さくなるほど負荷熱交換器Ｕの入口と出口との熱媒温度差Δｔ（＝ｔｏ−ｔｉ）を大きくする割合で減量する冷水流量を流量制御器６に格納してある負荷熱交換器Ｕの特性データＤＴ及び計測手段７としての各センサ７ａ，７ｂの計測情報に基づき適正冷水流量ｑｓとして演算するものであり、具体的には、この演算モデルＭＤでは例えば次の〔式１〕及び〔式２〕が成立するように収束演算を行うことで適正冷水流量ｑｓを求める。
【０１０１】
〔式１〕
負荷演算処理Ｓ１で演算した必要冷却熱量ｇ
＝濡れ面係数＊伝熱係数＊コイル正面面積＊列数＊対数平均温度
〔式２〕
負荷演算処理Ｓ１で演算した必要冷却熱量ｇ
＝係数＊（適正）冷水水量ｑ＊（出口冷水温度ｔｏ−入口冷水温度ｔｉ）
【０１０２】
（ｃ）流量調整処理Ｓ３として、負荷熱交換器Ｕの冷水流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正冷水流量ｑｓ以下に制限するように、冷水流量ｑと開度との相関に基づき流量調整弁Ｖｂの上限開度を規定する。
【０１０３】
そして、この上限開度規定の下で、計測手段７としてのセンサ７ｂにより計測される還気ＲＡの温度ｔｒと冷房目標温度である設定温度ｔｒｓとの偏差Δｔｒに応じて流量調整弁Ｖｂの開度調整により負荷熱交換器Ｕの冷水流量ｑを調整する。
即ち、必要冷却熱量ｑの変化に応じて負荷熱交換器Ｕの冷水流量ｑを微調整的に調整する。
【０１０４】
（ｄ）更新処理Ｓ４として、負荷熱交換器Ｕの冷水流量ｑを上記流量演算処理Ｓ２において演算した適正冷水流量ｑｓにしたときの負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔ（＝ｔｏ−ｔｉ）を流量制御器６に格納してある負荷熱交換器Ｕの特性データＤＴ及び計測手段７としての各センサ７ａ，７ｂの計測情報に基づき演算し、その演算した熱媒温度差Δｔを指標温度差Δｔｓｓとして設定する。
【０１０５】
具体的には、上記〔式１〕，〔式２〕の収束演算を行なう演算モデルＭＤを用いて適正冷水流量ｑｓを演算する場合には、〔式１〕，〔式２〕の収束演算を完了した際の〔式２〕における出口冷水温度ｔｏと入口冷水温度ｔｉの差を指標温度差Δｔｓｓとする。
【０１０６】
そして、計測手段７としてのセンサ７ａにより計測される出口冷水温度ｔｉと入口冷水温度ｔｉとの差である計測入出口冷水温度差Δｔが指標温度差Δｔｓｓよりも設定減少幅α以上に減少したとき、並びに、計測入出口冷水温度差Δｔが指標温度差Δｔｓｓよりも設定増大幅β以上に増大したとき、上記の負荷演算処理Ｓ１及び流量演算処理Ｓ２を再度実行して、流量調整処理Ｓ３で使用する適正冷水流量ｑｓを更新する。
【０１０７】
なお、本例では、計測手段７としてのセンサ７ｂにより計測される還気ＲＡの温度ｔｒと冷房目標温度である設定温度ｔｒｓとの偏差Δｔｒが設定許容範囲±γを逸脱（Δｔｒ＜−γ，Δｔ＞＋γ）したときにも、負荷演算処理Ｓ１及び流量演算処理Ｓ２を再度実行して流量調整処理Ｓ３で使用する適正冷水流量ｑｓを更新するようにしてある。
【０１０８】
つまり、本例の冷房システムにおいて流量制御器６と流量調整弁Ｖｂとで構成する流量制御手段は、計測手段７の計測情報に基づいて負荷熱交換器Ｕの負荷熱量ｇを演算する負荷演算処理Ｓ１と、
負荷熱量ｇを賄うことが可能な熱媒流量でかつ負荷熱量ｇが小さくなるほど負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔを大きくする割合で減量する熱媒流量を負荷熱交換器Ｕの特性データＤＴ及び計測手段７の計測情報に基づき適正熱媒流量ｑｓとして演算する所定の演算モデルＭＤにより、負荷演算処理Ｓ１での演算負荷熱量ｇに対する適正熱媒流量ｑｓを演算する流量演算処理Ｓ２と、
負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正熱媒流量ｑｓ以下に制限した状態で負荷熱量ｇの変化に応じて調整する流量調整処理Ｓ３とを実行する構成にしてある
【０１０９】
また、この流量制御手段６，Ｖｂは、負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正熱媒流量ｑｓにしたときの負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔを負荷熱交換器Ｕの特性データＤＴ及び計測手段７の計測情報に基づき指標温度差Δｔｓｓとして演算するとともに、
流量調整処理Ｓ３において計測手段７により計測される負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔが指標温度差Δｔｓｓよりも設定減少幅α以上に減少したとき及び設定増大幅β以上に増大したとき、負荷演算処理Ｓ１及び流量演算処理Ｓ２を再度実行して流量調整処理Ｓ３で用いる適正熱媒流量ｑｓを更新する構成にしてある。
【０１１０】
一方、熱源システムについてはシステム制御器５を設けてあり、このシステム制御器５は、負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する上記圧力センサＰＳ、負荷熱交換器Ｕ側の負荷流量Ｑ（即ち、各負荷熱交換器Ｕからの戻り冷水Ｃの合計流量Ｑ＝Σｑ）を検出
する流量センサＦＳ、負荷熱交換器Ｕへの供給冷水温度Ｔｉ（≒ｔｉ）及び冷凍機Ｒへの戻り冷水温度Ｔｏを検出する温度センサＴＳなどの計測情報に基づき１次側及び２次側の夫々について次の如き制御を実行する構成にしてある。
【０１１１】
なお、図１においてＳは温度や圧力を計測するその他のセンサ類を示す。
【０１１２】
各負荷熱交換器の必要冷却熱量ｇ（負荷熱量）に応じて各負荷熱交換器Ｕの冷水流量ｑが上記の如く流量調整弁Ｖｂにより調整されることに対し、１次側については、温度センサＴＳにより検出される負荷熱交換器Ｕへの供給冷水温度Ｔｉと冷凍機Ｒへの戻り冷水温度Ｔｏとの差温、並びに、流量センサＦＳにより検出される負荷熱交換器Ｕ側の負荷流量Ｑ（＝Σｑ）に基づき、負荷熱交換器Ｕ側の必要冷却熱量総計Ｇ（＝Σｇ）を逐次演算す
る。
【０１１３】
そして、各負荷熱交換器Ｕにおける必要冷却熱量ｇの変化に伴い必要冷却熱量総計Ｇ（即ち、負荷熱量総計）が変化することに対し、その必要冷却熱量総計Ｇの変化に応じて冷凍機Ｒの運転台数を変更する熱源側の運転台数制御を行なうとともに、運転冷凍機Ｒ並びにそれに対する１次ポンプＪＡ及び冷却水ポンプＪＣ夫々の出力を必要冷却熱量総計Ｇの変化に伴いインバータ装置ＩＮＶにより連続的に調整する熱源側の出力制御を行い、これにより、必要冷却熱量総計Ｇに対して１次側の発生冷熱量を平衡させる。
【０１１４】
一方、２次側については、上記流量調整弁Ｖｂによる冷水流量ｑの調整で負荷流量Ｑ（＝Σｑ）が変化することに対し、流量センサＦＳによる検出負荷流量Ｑに基づき、２次ポ
ンプＪＢの運転台数Ｎを負荷流量Ｑの変化に応じて変更するポンプ運転台数制御を行なうとともに、運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴いインバータ装置ＩＮＶにより連続的に調整するポンプ出力制御を行なう。
【０１１５】
更に詳述すると、負荷熱交換器Ｕへの熱媒送給路に並列配置で介装される熱媒ポンプの一例である２次ポンプＪＢについて上記ポンプ運転台数制御及びポンプ出力制御を実行するのに、具体的には次の（Ａ）〜（Ｆ）の制御形態を採用している（図４，図５参照）。
【０１１６】
（Ａ）各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において運転２次ポンプＪＢの夫々を最大出力で運転した場合における冷水送給流量Ｑと冷水送給圧力Ｐとの相関を示す運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３を設定する。
【０１１７】
また、配管抵抗なども考慮して、負荷流量Ｑと、その負荷流量Ｑの冷水Ｃを各負荷熱交換器Ｕに供給するのに必要な送給圧力Ｐとの相関を示すポンプ制御線Ｍを設定する。
これら運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々を閾値流量として設定する。
【０１１８】
なお、本例では、このように設定した閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）をポンプ制御手段としてのシステム制御器５に対し初期設定により記憶させ、同様にポンプ制御線Ｍを関数式として初期設定によりシステム制御器５に記憶させる。
【０１１９】
また本例では、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的な２次曲線をシステム試運転時の実測データ等に基づき補正した上で使用している。
【０１２０】
（Ｂ）そして、ポンプ運転台数制御として、負荷流量Ｑを検出する流量センサＦＳの検出情報に基づき、上記閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させる。
【０１２１】
つまり、図４において負荷流量ＱがＱｓ３〜Ｑｓ２の流量域にある状態では３台の２次ポンプＪＢの全てを運転し、負荷流量ＱがＱｓ２〜Ｑｓ１の流量域にある状態では２台の２次ポンプＪＢを運転し、負荷流量ＱがＱｓ１以下の流量域にある状態では１台の２次ポンプＪＢを運転する。
【０１２２】
即ち、このポンプ運転台数制御により、２次ポンプＪＢの運転台数Ｎが過大となる状況が生じるのを回避して、２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化する。
【０１２３】
（Ｃ）一方、運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴い調整するポンプ出力制御としては、負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する圧力センサＰＳの検出情報に基づき、ポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎ（Ｎ＝１，２，３）での２次ポンプ運転において運転２次ポンプＪＢ夫々の出力をインバータ装置ＩＮＶにより調整して、負荷熱交換器Ｕへの熱媒送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する送給圧力制御を実行するとともに、流量センサＦＳの検出情報に基づき、この送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御を実行する。
【０１２４】
（Ｄ）そして、この目標変更制御については、上記ポンプ運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させたときには、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【０１２５】
また、上記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させたときには、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【０１２６】
換言すれば、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも２次ポンプＪＢの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）を送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【０１２７】
即ち、この目標変更制御の下で送給圧力制御を行なうポンプ出力制御では、負荷流量Ｑの変化に対し負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐは図４における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【０１２８】
そして、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分だけ運転２次ポンプ全体としての出力が低下するように運転２次ポンプＪＢ夫々の出力が最大出力よりも低下側に調整されることで、上記ポンプ運転台数制御による２次ポンプ運転台数Ｎの最小化と相まって２次ポンプ運転の消費エネルギがさらに低減される。
【０１２９】
（Ｅ）なお本例では、上記ポンプ運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜のＰｓ３）の設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させる。
【０１３０】
また同様に、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜のＰｓ３）の設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させる。
【０１３１】
即ち、このように適正な冷水送給圧力Ｐが確保される状況での２次ポンプ運転台数変更のみを許容することにより、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するために負荷熱交換器Ｕに対する冷水送給圧力Ｐがさらに不適切なものになるといったことを防止する。
【０１３２】
（Ｆ）また本例では、短絡還流路３ｆに装備した短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御として、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓすることによっても、負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における送給圧力制御の目標圧力Ｐｍ（即ち、目標変更制御により２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に変更される目標圧力Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に調整するようにしてある。
【０１３３】
換言すれば、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓの開度を調整して負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御において、その目標圧力Ｐｍを前記目標変更制御により２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【０１３４】
つまり、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴い調整する前記出力制御において、運転２次ポンプＪＢの出力が調整範囲の下限に至って、それ以上は運転２次ポンプＪＢの出力を低下側に調整できない状態に至ったとしても、この短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御により負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に調整できるようにしてある。
【０１３５】
〔第２実施形態〕
前述の第１実施形態では、２次ポンプＪＢの出力制御における送給圧力制御の目標圧力Ｐｍについて、目標変更制御により送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する例を示したが、これに代え、この第２実施形態では、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する。
【０１３６】
つまり、この第２実施形態では、目標圧力制御を次の（Ｄ′）の如き制御形態でシステム制御器５に実行させる（図６参照）。
【０１３７】
（Ｄ′）流量センサＦＳの検出情報に基づき、各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐを送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する。
【０１３８】
即ち、この目標変更制御の下で前記送給圧力制御を行なう２次ポンプＪＢの出力制御では、負荷流量Ｑの変化に対し負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐは図６における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【０１３９】
そして、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分とその流量減少に対応する圧力減少分とについて運転２次ポンプ全体としての出力が低下するように運転２次ポンプＪＢ夫々の出力が最大出力よりも低下側に調整されることで、上記運転台数制御による２次ポンプ運転台数Ｎの最小化と相まって２次ポンプ運転の消費エネルギがさらに効果的に低減される。
【０１４０】
なお、この第２実施形態においても、前述第１実施形態の場合と同様、前記運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御の各時点における目標圧力Ｐｍの設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少（又は増加）すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少（又は増加）させるのが望ましい。
【０１４１】
そしてまた、前述の第１実施形態と同様、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓすることによっても、負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを送給圧力制御における各時点の目標圧力Ｐｍ（即ち、上記の目標変更制御により負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する目標圧力）に調整するのが望ましい。
【０１４２】
負荷熱交換器Ｕにおける冷水流量調整など、その他については第１実施形態と同じである。
【０１４３】
〔第３実施形態〕
前述の第１及び第２実施形態ではいずれも負荷流量Ｑの変化に応じて運転２次ポンプＪＢの出力をインバータ装置ＩＮＶにより調整する例を示したが、この第３実施形態では、この２次ポンプＪＢの出力制御を行なわない例を示す。
【０１４４】
つまり、この第３実施形態では、各２次ポンプＪＢに出力固定型のポンプを使用している。そして、２次ポンプＪＢの出力制御に代え、システム制御器５は、前述の第１実施形態で示した短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御と実質的に同じ制御である短絡還流量制御を実行する構成にしてある。
【０１４５】
具体的には、短絡還流量制御として短絡式の送給圧力制御とその送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御とを実行し、短絡式の送給圧力制御では、負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓの開度を調整して負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する。
【０１４６】
一方、目標変更制御では、前記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させたときには、短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【０１４７】
また、前記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させたときには、短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【０１４８】
換言すれば、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも２次ポンプＪＢの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）を短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍとする形態で、短絡式送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【０１４９】
即ち、２次ポンプＪＢに出力固定型のポンプを用いながらも、上記目標変更制御の下で短絡式の送給圧力制御を行なうことにより、負荷流量Ｑの変化に対し負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐは第１実施形態の場合と同様、図４における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【０１５０】
つまり、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓより減少した状態では、その負荷流量Ｑの減少で生じる出力固定型の運転２次ポンプ全体としての熱媒送給流量うちの余剰分を短絡式の送給圧力制御による短絡流量調整弁Ｖｓの開度調整により短絡還流路３ｆを通じて逃がし、これにより各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転の夫々につき負荷熱交換器Ｕへの冷水送給圧力Ｐを２次ポンプ運転台数Ｎ毎の目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に安定的に維持する。
【０１５１】
なお、この第３実施形態においても、前述第１実施形態の場合と同様、前記運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍの設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少（又は増加）すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少（又は増加）させるようにするのが望ましい。
【０１５２】
負荷熱交換器Ｕにおける冷水流量調整など、その他については第１実施形態と同じである。
【０１５３】
〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。
【０１５４】
熱負荷処理システムについて、前述の実施形態では、流量調整処理Ｓ３において負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正熱媒流量ｑｓ以下に制限した状態で負荷熱量ｇの変化に応じて調整する例を示したが、場合によっては、安全率や余裕分を見込むなどして負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正熱媒流量ｑｓの近傍流量以下に制限した状態で負荷熱量ｇの変化に応じて調整するようにしてもよい。
【０１５５】
また、負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正熱媒流量ｑｓ又はその近傍流量以下に制限するのに代え、流量調整処理Ｓ３において負荷熱交換器Ｕの熱媒流量ｑを流量演算処理Ｓ２で演算した適正熱媒流量ｑｓ若しくはその近傍流量に調整するようにしてもよい。
【０１５６】
流量演算処理Ｓ２において演算モデルＭＤにより適正熱媒流量ｑｓを演算する場合、その演算モデルＭＤは前述の如き〔式１〕，〔式２〕を用いるものに限らず、負荷熱量ｇを賄うことが可能な熱媒流量でかつ負荷熱量ｇが小さくなるほど負荷熱交換器Ｕの入出口の熱媒温度差Δｔを大きくする割合で減量する熱媒流量（即ち、負荷熱量ｑが小さいときに生じる負荷熱交換器Ｕの能力的余裕を活用できる熱媒流量）を負荷熱交換器Ｕの特性データＤＴ及び計測手段７の計測情報に基づき適正熱媒流量ｑｓとして演算し得るものであれば、どのような演算方式の演算モデルＭＤであってもよい。
【０１５７】
また、負荷熱量ｑが小さいときに生じる負荷熱交換器Ｕの能力的余裕を活用できる適正熱媒流量ｑｓを流量演算処理Ｓ２において演算するのに、負荷演算処理Ｓ１での演算負荷熱量ｇを賄うことが可能な熱媒流量範囲の下限流量又はその流量範囲内における下限近傍流量を負荷熱交換器Ｕの特性データＤＴ及び計測手段７の計測情報に基づき適正熱媒流量ｑｓとして演算するようにしてもよい。
【０１５８】
前述の実施形態では、更新処理Ｓ４において計測熱媒温度差Δｔに基づき適正熱媒流量ｑｓの更新を行なうようにしたが、これに代え、負荷演算処理Ｓ１及び流量演算処理Ｓ２を所定の周期で繰り返して流量調整処理Ｓ３で用いる適正熱媒流量ｑｓを逐次更新するようにしてもよい。
【０１５９】
負荷演算処理Ｓ１で負荷熱交換器Ｕの負荷熱量ｇを演算するのに、その演算方式としては種々の方式を適用することができる。
【０１６０】
熱源システムについて、前述の第１及び第２実施形態では、複数の熱媒ポンプ（２次ポンプＪＢ）の全てが出力可変型のポンプである場合を示し、また、前述の第３実施形態では複数の熱媒ポンプ（２次ポンプＪＢ）の全てが出力固定型のポンプである場合を示したが、本発明は複数の熱媒ポンプにおける一部が出力可変型のポンプで他のものが出力固定型のポンプである場合にも適用できる。
【０１６１】
そして、この場合にはポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプのうちに出力可変型のポンプが存在する場合に、その出力可変型の運転ポンプにつき前述のポンプ出力制御を実施し、運転台数Ｎの変更で運転熱媒ポンプの全てが出力固定型のポンプとなった場合には、前述短絡式の送出圧力制御を行なうようにすればよい。
【０１６２】
前述の各実施形態では、冷凍機Ｒにより冷却する冷水Ｃを熱媒とする例を示したが、熱媒は冷水Ｃに限らずブラインや温水などであってもよく、また、熱媒を冷却又は加熱する熱源機も冷凍機に限らず冷温水発生機やボイラあるいは熱交換器など、どのようなものであってもよい。
【０１６３】
前述の各実施形態では、１次ポンプＪＡと２次ポンプＪＢを備える熱媒循環系において２次ポンプＪＢを本発明実施対象の熱媒ポンプとする例を示したが、１次ポンプと２次ポンプとを兼ねる熱媒ポンプを備える熱媒循環系において、その熱媒ポンプにつき本発明を適用してもよく、また、熱媒循環系以外で複数の熱媒ポンプにより負荷熱交換器に熱媒を供給する場合にも本発明を適用することができる。
【０１６４】
本発明は空調設備として用いる熱負荷処理システムに限らず、負荷熱交換器に供給する熱媒の流量を負荷熱交換器の負荷熱量の変化に応じて調整する熱負荷処理システムであれば各種分野における種々の目的のシステムに適用することができ、また、本発明の熱負荷処理システムとともに用いる熱源システムについても負荷熱交換器に熱媒を供給する複数の熱媒ポンプを備える熱源システムであれば、各種分野における種々の目的のシステムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】第１実施形態を示すシステム構成図
【図２】熱負荷処理システムの構成図
【図３】熱媒流量の調整方式を説明するフローチャート
【図４】第１実施形態のポンプ制御方式を説明するグラフ
【図５】第１実施形態のポンプ制御方式を説明するフローチャート
【図６】第２実施形態のポンプ制御方式を説明するグラフ
【図７】従来の熱負荷処理システムを示すシステム構成図
【図８】従来のポンプ制御方式を説明するグラフ
【符号の説明】
【０１６６】
ＭＡ            負荷媒体
Ｃ              熱媒
Ｕ              負荷熱交換器
ｑ              熱媒流量
ｇ              負荷熱量
６，Ｖｂ        流量制御手段
７              計測手段
Ｓ１            負荷演算処理
Δｔ            入出口の熱媒温度差
ＤＴ            特性データ
ｑｓ            適正熱媒流量
ＭＤ            演算モデル
Ｓ２            流量演算処理
Ｓ３            流量調整処理
Δｔｓｓ        指標温度差
α              設定減少幅
β              設定増大幅
Ｒ              熱源機
３ｂ            熱媒送給路
ＪＢ            熱媒ポンプ
Ｑ              負荷流量
Ｎ              運転台数
５              ポンプ制御手段
Ｐ              圧力
Ｌ１〜Ｌ３      運転台数毎のポンプ性能曲線
Ｍ              ポンプ制御線
Ｘ１〜Ｘ３      交点
Ｑｓ１〜Ｑｓ３  閾値流量（Ｑｓ）
ＦＳ            流量検出手段
ＰＳ            圧力検出手段
Ｐｍ            目標圧力
【図１】
2010156478.tif 000003
【図２】
2010156478.tif 000004
【図３】
2010156478.tif 000005
【図４】
2010156478.tif 000006
【図５】
2010156478.tif 000007
【図６】
2010156478.tif 000008
【図７】
2010156478.tif 000009
【図８】
2010156478.tif 000010