(57)【要約】【課題】熱負荷の状況に応じた熱源機の処理負荷の配分のバリエーションを増加させた熱源システムを提供する。【解決手段】熱源システム１は、小温度差熱源機１０と、小温度差往集合部２１と、小温度差還集合部２２と、小温度差還集合部２２内の熱媒体Ｃを小温度差熱源機１０に導く小温度差導入管１２と、小温度差往集合部２１と小温度差還集合部２２とを小温度差熱源機１０を介さずに連通する小温度差連通管２５と、大温度差熱源機３０と、第２の負荷側機器９１からの大温度差熱媒体ＣＬを小温度差連通管２５に流入させる大温度差熱媒体戻り管４４と、小温度差往集合部２１内の熱媒体Ｃを大温度差熱源機３０に導く大温度差導入管３２とを備える。第２の負荷側機器９１からの大温度差熱媒体ＣＬを大温度差熱源機３０と小温度差熱源機１０とに分配して還すことが可能となり、両熱源機１０、３０における処理熱量の按分のバリエーションを増やすことができる。【選択図】図１
2010266183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準温度との差が第１の所定の値となるように熱媒体の温度を調節可能な小温度差熱源機と；
前記小温度差熱源機で温度調節された熱媒体である小温度差熱媒体を、熱負荷を処理する第１の負荷側機器に供給する前に通過させる小温度差往集合部と；
前記第１の負荷側機器で熱が利用された前記小温度差熱媒体を、前記小温度差熱源機に還す前に集める小温度差還集合部と；
前記小温度差還集合部内の熱媒体を前記小温度差熱源機に導く小温度差導入管と；
前記小温度差往集合部と前記小温度差還集合部とを、前記小温度差熱源機を介さずに連通する小温度差連通管と；
前記基準温度との差が前記第１の所定の値よりも大きい第２の所定の値となるように熱媒体の温度を調節可能な大温度差熱源機と；
前記大温度差熱源機で温度調節された熱媒体である大温度差熱媒体の熱を利用して熱負荷を処理する前記第１の負荷側機器とは異なる第２の負荷側機器から導出された前記大温度差熱媒体を、前記小温度差連通管に流入させる大温度差熱媒体戻り管と；
前記小温度差往集合部内の熱媒体を前記大温度差熱源機に導く大温度差導入管とを備える；
熱源システム。
【請求項２】
前記小温度差熱源機が、生成する前記小温度差熱媒体の温度の設定を変えることができるように構成された；
請求項１に記載の熱源システム。
【請求項３】
前記小温度差熱源機で生成された小温度差熱媒体を前記小温度差往集合部に導く小温度差導出管と；
前記小温度差往集合部から前記第１の負荷側機器に向けて供給される熱媒体を前記小温度差往集合部の外に導く小温度差供給管とを備え；
前記小温度差連通管及び前記大温度差導入管が隣接した状態、かつ、前記小温度差導出管及び前記小温度差供給管が隣接した状態で、前記小温度差往集合部に接続された；
請求項１又は請求項２に記載の熱源システム。
【請求項４】
前記基準温度との差が前記第１の所定の値となる熱媒体及び前記基準温度との差が前記第２の所定の値となる熱媒体を生成可能なバックアップ熱源機と；
前記小温度差還集合部内の熱媒体を前記バックアップ熱源機に導くバックアップ導入管と；
前記バックアップ熱源機で温度調節された熱媒体を、前記大温度差導入管の接続部と前記小温度差導出管の接続部との間で前記小温度差往集合部に流入させるバックアップ導出管とを備える；
請求項３に記載の熱源システム。
【請求項５】
前記第２の負荷側機器で処理される最大熱負荷の一部に相当する熱量が、前記小温度差熱源機で温度調節された前記小温度差熱媒体が保有する熱量で充当されるように、前記小温度差熱源機及び前記大温度差熱源機の定格能力が決定された；
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の熱源システム。
【請求項６】
前記大温度差熱媒体戻り管との接続部と、前記小温度差還集合部と、の間の前記小温度差連通管内の前記熱媒体の流通を遮断可能な開閉弁を備える；
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の熱源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱源システムに関し、特に熱負荷の状況に応じた冷凍機の処理負荷の配分のバリエーションを増加させた熱源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体関連工場等におけるクリーンルーム空調方式に代表されるように、除湿再熱運転を回避して省エネルギー化を図る観点から、外気の全熱処理と室内の顕熱処理とを分離したシステムが採用されている。
【０００３】
図６に、上述のシステムの一例の模式的系統図を示す。このシステムは、中温系統１８０と低温系統１９０とが独立して構成されている。中温系統１８０は、顕熱を処理するドライコイル１８１と、ドライコイル１８１に供給する中温度の冷水を製造する中温冷凍機１１０とを配管で結び、ドライコイル１８１と中温冷凍機１１０との間で中温度の冷水を循環させる。低温系統１９０は、全熱を処理する外調機１９１と、外調機１９１に供給する低温度の冷水を製造する低温冷凍機１３０とを配管で結び、外調機１９１と低温冷凍機１３０との間で低温度の冷水を循環させる。ドライコイル１８１に供給される中温の冷水は、ドライコイル１８１が潜熱処理を行わないので処理空気を露点温度まで低下させずに済むため、比較的高い温度（例えば１３℃程度）で足りる。他方、外調機１９１に供給される低温の冷水は、処理空気を除湿のために露点温度以下に低下させることから、比較的低い温度（例えば７℃）に冷却される。このシステムは、中温系統１８０において中温冷凍機が製造する冷水の温度が比較的高くて済むため、中温冷凍機のＣＯＰ（成績係数）を向上させることができ、省エネルギーに資する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のシステムは、中温系統と低温系統とが独立して構成されており、各々独立して運転されるため、処理する熱負荷の変動に応じた適切な部分負荷運転を行う場合に、中温系統と低温系統との各々で最適な運転を行うことができるに留まり、最適運転のバリエーションが限られていた。
【０００５】
上述の事情は、冷房運転のみならず、暖房運転にも当てはまる。近年、省エネルギーと快適性とを両立する冷暖房方式として、放射冷暖房システムが注目されているが、放射冷暖房システムで用いられる放射パネルを温める温水（熱媒体）の温度は、従来一般的に用いられている対流方式における温風の温度よりも低くて済む。つまり、放射パネルに供給される熱媒体の温度は、冷暖房対象室の温度との差が比較的小さくて足りる。暖房運転の場合も、図６における中温冷凍機１１０を小温度差熱源機に、低温冷凍機１３０を大温度差熱源機に置き換えることで、小温度差熱源機のＣＯＰを向上させることができるが、小温度差熱源機系統と大温度差熱源機系統との各々で最適な運転を行うことができるに留まり、最適運転のバリエーションが限られる。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑み、熱負荷の状況に応じた熱源機（冷凍機を含む）の処理負荷の配分のバリエーションを増加させた熱源システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る熱源システムは、例えば図１に示すように、基準温度との差が第１の所定の値となるように熱媒体Ｃの温度を調節可能な小温度差熱源機１０と；小温度差熱源機１０で温度調節された熱媒体Ｃである小温度差熱媒体ＣＭＳを、熱負荷を処理する第１の負荷側機器８１に供給する前に通過させる小温度差往集合部２１と；第１の負荷側機器８１で熱が利用された小温度差熱媒体ＣＭを、小温度差熱源機１０に還す前に集める小温度差還集合部２２と；小温度差還集合部２２内の熱媒体Ｃを小温度差熱源機１０に導く小温度差導入管１２と；小温度差往集合部２１と小温度差還集合部２２とを、小温度差熱源機１０を介さずに連通する小温度差連通管２５と；基準温度との差が第１の所定の値よりも大きい第２の所定の値となるように熱媒体Ｃの温度を調節可能な大温度差熱源機３０と；大温度差熱源機３０で温度調節された熱媒体Ｃである大温度差熱媒体ＣＬＳの熱を利用して熱負荷を処理する第１の負荷側機器８１とは異なる第２の負荷側機器９１から導出された大温度差熱媒体ＣＬを、小温度差連通管２５に流入させる大温度差熱媒体戻り管４４と；小温度差往集合部２１内の熱媒体Ｃを大温度差熱源機３０に導く大温度差導入管３２とを備える。
【０００８】
なお、上記本発明の第１の態様に係る熱源システムが冷却に用いられる場合は、例えば図１に示すように、熱媒体Ｃを所定の中温度に冷却可能な中温冷凍機１０と；中温冷凍機１０で冷却された熱媒体Ｃである中温熱媒体ＣＭＳを、熱負荷を処理する第１の負荷側機器８１に供給する前に通過させる中温往集合部２１と；第１の負荷側機器８１で冷熱が利用された中温熱媒体ＣＭを、中温冷凍機１０に還す前に集める中温還集合部２２と；中温還集合部２２内の熱媒体Ｃを中温冷凍機１０に導く中温導入管１２と；中温往集合部２１と中温還集合部２２とを、中温冷凍機１０を介さずに連通する中温連通管２５と；熱媒体Ｃを前記中温度よりも低い低温度に冷却可能な低温冷凍機３０と；低温冷凍機３０で冷却された熱媒体Ｃである低温熱媒体ＣＬＳの冷熱を利用して熱負荷を処理する第１の負荷側機器８１とは異なる第２の負荷側機器９１から導出された低温熱媒体ＣＬを、中温連通管２５に流入させる低温熱媒体戻り管４４と；中温往集合部２１内の熱媒体Ｃを低温冷凍機３０に導く低温導入管３２とを備えることとなる。
【０００９】
このように構成すると、小温度差熱源機と大温度差熱源機とが直列に配設されると共に第２の負荷側機器から導出された大温度差熱媒体を大温度差熱源機と小温度差熱源機とに分配して還すことが可能となるため、第２の負荷側機器の熱負荷の一部又は全部を小温度差熱源機で処理することが可能となり、大温度差熱源機及び小温度差熱源機で処理する第２の負荷側機器の熱負荷の按分もバリエーションの中から適切な値を決定することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の第２の態様に係る熱源システムは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様に係る熱源システムにおいて、小温度差熱源機１０が、生成する小温度差熱媒体ＣＭＳの温度の設定を変えることができるように構成されている。
【００１１】
このように構成すると、第１の負荷側機器に影響を与えない範囲で小温度差熱源機の設定温度を基準温度との差が大きくなるようにすることにより大温度差熱源機の負荷を軽減することができ、例えば大温度差熱源機の負荷の少ない時期（例えば中間期）には大温度差熱源機を停止することが可能となりうる。
【００１２】
また、本発明の第３の態様に係る熱源システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る熱源システム１において、小温度差熱源機１０で生成された小温度差熱媒体ＣＭＳを小温度差往集合部２１に導く小温度差導出管１１と；小温度差往集合部２１から第１の負荷側機器８１に向けて供給される熱媒体Ｃを小温度差往集合部２１の外に導く小温度差供給管２３とを備え；小温度差連通管２５及び大温度差導入管３２が隣接した状態、かつ、小温度差導出管１１及び小温度差供給管２３が隣接した状態で、小温度差往集合部２１に接続されている。ここで「小温度差連通管及び大温度差導入管が隣接した状態」とは、典型的には両者の間に小温度差導出管又は小温度差供給管が介在しないことをいい、「小温度差導出管及び小温度差供給管が隣接した状態」とは、典型的には両者の間に小温度差連通管又は大温度差導入管が介在しないことをいう。
【００１３】
このように構成すると、小温度差熱媒体を専ら第１の負荷側機器の系統で循環させ、かつ、大温度差熱媒体戻り管を流れる大温度差熱媒体を大温度差熱源機へ優先的に導入させつつ、大温度差熱媒体戻り管を流れる大温度差熱媒体の余剰分を小温度差熱源機に導入させることが可能となり、第１の負荷側機器及び第２の負荷側機器の要求を乱すことなく大温度差熱源機及び小温度差熱源機の最適な運転を行うことが可能になる。
【００１４】
また、本発明の第４の態様に係る熱源システムは、例えば図３に示すように、上記本発明の第３の態様に係る熱源システムにおいて、基準温度との差が第１の所定の値となる熱媒体Ｃ及び基準温度との差が第２の所定の値となる熱媒体Ｃを生成可能なバックアップ熱源機５０と；小温度差還集合部２２内の熱媒体Ｃをバックアップ熱源機５０に導くバックアップ導入管５２と；バックアップ熱源機５０で温度調節された熱媒体Ｃを、大温度差導入管３２の接続部と小温度差導出管１１の接続部との間で小温度差往集合部２１に流入させるバックアップ導出管５１とを備える。
【００１５】
このように構成すると、１種類のバックアップ熱源機で、第１の負荷側機器の系統と第２の負荷側機器の系統とに、両系統への供給を切り換える切換弁を設けることなく、バックアップを行うことが可能になる。
【００１６】
また、本発明の第５の態様に係る熱源システムは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る熱源システム１において、第２の負荷側機器９１で処理される最大熱負荷の一部に相当する熱量が、小温度差熱源機１０で温度調節された小温度差熱媒体ＣＭが保有する熱量で充当されるように、小温度差熱源機１０及び大温度差熱源機３０の定格能力が決定されている。
【００１７】
このように構成すると、小温度差熱源機及び大温度差熱源機の容量を選定する際の自由度を大きくすることができる。
【００１８】
また、本発明の第６の態様に係る熱源システムは、例えば図４に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係る熱源システムにおいて、大温度差熱媒体戻り管４４との接続部と、小温度差還集合部２２と、の間の小温度差連通管２５内の熱媒体ＣＨの流通を遮断可能な開閉弁３２５ｖを備える。
【００１９】
このように構成すると、必要に応じて小温度差熱源機の系統と大温度差熱源機系統とを独立して運転させることができ、小温度差熱源機で熱媒体を冷却し、大温度差熱源機で熱媒体を加熱することが可能となり、冷熱負荷と温熱負荷とを同時に満たすことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、小温度差熱源機と大温度差熱源機とが直列に配設されると共に第２の負荷側機器から導出された大温度差熱媒体を大温度差熱源機と小温度差熱源機とに分配して還すことが可能となるため第２の負荷側機器の熱負荷の一部又は全部を小温度差熱源機で処理することが可能となり、大温度差熱源機及び小温度差熱源機で処理する第２の負荷側機器の熱負荷の按分もバリエーションの中から適切な値を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱源システムの模式的系統図である。
【図２】中温冷凍機及び低温冷凍機の定格出力の按分例を示すテーブルの図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る熱源システムの模式的系統図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る熱源システムの模式的系統図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る熱源システムを構成する小温度差往集合部の部分平面図である。
【図６】従来の熱源システムの模式的系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２３】
まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る熱源システム１を説明する。図１は、熱源システム１の模式的系統図である。本実施の形態では、小温度差熱源機及び大温度差熱源機が共に冷凍機であるとして説明する。熱源システム１は、熱媒体としての冷水Ｃを冷却する中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０と、中温往集合部としての中温往ヘッダ２１と、中温還集合部としての中温還ヘッダ２２と、冷水Ｃを効果的に流動させる配管類（後に詳述する）とを備えている。中温冷凍機１０、低温冷凍機３０、中温往集合部、中温還集合部は、それぞれ小温度差熱源機、大温度差熱源機、小温度差往集合部、小温度差還集合部に相当する。
【００２４】
以下の説明においては、冷水Ｃに関し、便宜上次のように区別する場合がある。中温冷凍機１０で製造された冷水Ｃを「中温往冷水ＣＭＳ」と、中温冷凍機１０に導入される冷水Ｃを「中温還冷水ＣＭＲ」と、両者を総称して「中温冷水ＣＭ」という。低温冷凍機３０で製造された冷水Ｃを「低温往冷水ＣＬＳ」と、低温冷凍機３０に導入される冷水Ｃを「低温還冷水ＣＬＲ」と、両者を総称して「低温冷水ＣＬ」という。このほか、説明の便宜上冷水Ｃの区別をする場合は適宜別の呼称を使用する場合があるが、その場合も「Ｃ」で始まる符号を付することとする。中温冷水ＣＭは小温度差熱媒体に相当し、低温冷水ＣＬは大温度差熱媒体に相当する。なお、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の両方が運転されている場合、典型的には中温往冷水ＣＭＳの温度よりも低温往冷水ＣＬＳの温度の方が低くなる。
【００２５】
中温往冷水ＣＭＳが供給される第１の負荷側機器は、典型的には顕熱を処理する顕熱処理機器であり、低温往冷水ＣＬＳが供給される第２の負荷側機器は、典型的には全熱を処理する全熱処理機器であるが、第１の負荷側機器が全熱を処理する機器であってもよく、第２の負荷側機器が顕熱を処理する機器であってもよい。本実施の形態では、熱源システム１で製造された冷水Ｃが、クリーンルームの冷房のような精密空調を行うのに用いられる、第１の負荷側機器としてのドライコイル８１及び第２の負荷側機器としての外調機９１に供給されることとして説明する。本実施の形態の精密空調では、温度及び湿度の調節を精密に行うため、精密空調用の空気の潜熱の処理（除湿）は外調機９１が行い、ドライコイル８１では顕熱（例えば生産機器の発熱）の処理のみが行われる。このため、外調機９１には除湿を行う一般的な空調に用いられるのと同様の低温度（例えば７℃）の冷水Ｃが供給される。他方、ドライコイル８１には、除湿が行われないように低温度よりも高い中温度（例えば１３℃）の冷水Ｃが供給される。所定の中温度は、処理空気の露点温度よりも高く、顕熱を処理できる範囲で適宜決定される。このような負荷側機器８１、９１に供給する冷水Ｃを製造する熱源システム１の構成を、次から説明する。なお、負荷側機器８１、９１では空気を冷却するためにエネルギーを消費するので、負荷側機器８１、９１で処理する熱負荷を、冷凍機１０、３０で処理する熱負荷と区別するために、「空気負荷」という場合がある。また、冷凍機１０、３０では冷水Ｃを冷却するためにエネルギーを消費するので、冷凍機１０、３０で処理する熱負荷を「冷水負荷」という場合がある。また、「中温度」は基準温度との差が第１の所定の値となる温度であり、「低温度」は基準温度との差が第２の所定の値となる温度である。第２の所定の値は第１の所定の値よりも大きい。ここで「基準温度」とは、中温度との差よりも低温度との差の方が大きくなる任意の温度であり、例えば中間期の外気温あるいは２０℃等とすることができる。
【００２６】
中温冷凍機１０は、例えば空調用として用いられる水冷式あるいは空冷式の熱源装置であり、典型的には、ターボ冷凍機、吸収式冷凍機、チリングユニット等が用いられる。中温冷凍機１０は、不図示の冷媒が冷凍サイクルを行い（蒸発と凝縮を交互に行う）、冷媒が蒸発する際に、中温冷凍機１０内を通過する中温冷水ＣＭから熱を奪う（冷却する）ことで中温往冷水ＣＭＳを製造する機器である。中温冷凍機１０は、中温往冷水ＣＭＳを専ら中温度にする機器であるが、好ましくは温度の設定を適宜変えることができるように構成され、さらに、低温度にすることができる能力を有していることがより好ましい。温度の設定を適宜変えることができるように構成されていることで、負荷変動に応じた冷水負荷配分（ドライコイル８１及び外調機９１の空気負荷を処理するための冷熱源の受け持ち分）のバリエーションをさらに増やすことができる。例えば、ドライコイル８１に影響を与えない範囲（低すぎる温度とならない範囲）で中温冷凍機１０の設定温度を下げることにより低温冷凍機３０の冷水負荷を軽減することができ、条件によっては、中間期等において低負荷運転となり運転ＣＯＰ（成績係数）が低下した低温冷凍機３０を停止して中温冷凍機１０でドライコイル８１及び外調機９１の空気負荷を処理することが可能となり、熱源システム１の省エネルギーを図ることができる。さらに、中温冷凍機１０が中温往冷水ＣＭＳを低温度にすることができる能力を有する場合は、中温冷凍機１０を低温冷凍機３０の故障時のバックアップ機器として用いることが可能になる。
【００２７】
中温冷凍機１０には、製造した中温往冷水ＣＭＳを導出する中温導出管としての中温冷水往管１１と、中温還冷水ＣＭＲを導入する中温導入管としての中温冷水還管１２とが接続されている。中温導出管は小温度差導出管に相当し、中温導入管は小温度差導入管に相当する。中温冷水往管１１の他端は、中温往ヘッダ２１に接続されている。中温冷水還管１２の他端は、中温還ヘッダ２２に接続されている。中温冷水還管１２には、中温冷水ＣＭを圧送する中温冷水ポンプ１３が挿入配置されている。中温冷凍機１０まわりの構成は、中温往ヘッダ２１に流入する中温往冷水ＣＭＳの流量を変えることができるようになっている。中温往ヘッダ２１に流入する中温往冷水ＣＭＳの流量を可変にする構成としては、中温冷水ポンプ１３にインバータを設けて吐出流量（ひいては中温冷凍機１０を通過する冷水Ｃの流量）を可変にしてもよく（この場合、典型的には中温冷凍機１０をいわゆる変流量対応型とする。）、あるいは中温冷凍機１０から吐出された中温往冷水ＣＭＳの一部を中温冷水還管１２に戻す中温冷凍機バイパス管（不図示）を設けてもよく（この場合、典型的には中温冷凍機１０をいわゆる定流量型とする。）、あるいは中温冷凍機１０を複数台に分割して（換言すれば複数の中温冷凍機１０を並列に配置した中温冷凍機群を構成して）それぞれに中温冷水往管１１及び中温冷水ポンプ１３が配設された中温冷水還管１２を設けて台数制御を行うようにしてもよく（この場合、典型的には中温冷凍機１０をいわゆる定流量型とする。）、あるいはこれらの２つ以上を組み合わせてもよい。本実施の形態では、便宜上、中温冷水ポンプ１３をインバータ制御することにより中温往ヘッダ２１に流入する中温往冷水ＣＭＳの流量を可変にすることとして説明する。
【００２８】
中温往ヘッダ２１には、ドライコイル８１に向けて中温冷水ＣＭを導出する小温度差供給管としての中温供給管２３が接続されている。中温供給管２３の他端とドライコイル８１とは、ドライコイル８１に中温冷水ＣＭを圧送する中温２次ポンプ８２が配設された配管８３で接続されている。中温２次ポンプ８２は、インバータを有していて冷水Ｃの吐出流量を変えることができるように及び／又は複数台に分割されて台数制御を行うことにより全体として冷水Ｃの吐出流量を変えることができるように構成されていてもよい。配管８３には、内部を流れる冷水Ｃの温度を検出する中温往温度計８８が配設されている。中温還ヘッダ２２には、ドライコイル８１から導出された中温冷水ＣＭを導入する中温熱媒体戻り管（小温度差熱媒体戻り管）としての中温戻り管２４が接続されている。中温戻り管２４の他端とドライコイル８１とは、配管８４で接続されている。中温戻り管２４には、内部を流れる冷水Ｃの温度を検出する中温還温度計１８及び流量を検出する中温流量計１９が配設されている。中温往ヘッダ２１と中温還ヘッダ２２とは、中温冷凍機１０を介さずに両ヘッダ２１、２２を連通する小温度差連通管としての中温連通管２５で接続されている。中温往ヘッダ２１及び／又は中温還ヘッダ２２は、典型的には架台を有して床上に設置される構成となっているが、いわゆるヘッダの外観を呈しない、配管ヘッダとして構成されていてもよい。さらに、中温往ヘッダ２１と中温還ヘッダ２２と中温連通管２５とは、外観上一体不可分に構成されていていてもよい。
【００２９】
低温冷凍機３０は、中温冷凍機１０と同様の水冷式あるいは空冷式の熱源装置であって典型的には、ターボ冷凍機、吸収式冷凍機、チリングユニット等が用いられる。低温冷凍機３０は、不図示の冷媒が冷凍サイクルを行い（蒸発と凝縮を交互に行う）、冷媒が蒸発する際に、低温冷凍機３０内を通過する低温冷水ＣＬから熱を奪う（冷却する）ことで低温往冷水ＣＬＳを製造する機器である。低温冷凍機３０は、低温往冷水ＣＬＳを専ら低温度にする機器である。しかしながら、低温冷凍機３０が温度の設定を適宜変えることができるように構成されていると、例えば低温冷凍機３０の冷水負荷の少ない中間期などに低温往冷水ＣＬＳを中温度に近づけることで低温冷凍機３０の運転ＣＯＰを向上させることができ、熱源システム１の省エネルギーを図ることができるため、好ましい。
【００３０】
低温冷凍機３０には、製造した低温往冷水ＣＬＳを導出する低温導出管としての低温冷水往管３１と、低温還冷水ＣＬＲを導入する低温導入管としての低温冷水還管３２とが接続されている。低温導出管は大温度差導出管に相当し、低温導入管は大温度差導入管に相当する。低温冷水往管３１の他端は、低温往ヘッダ４１に接続されている。低温冷水還管３２の他端は、中温往ヘッダ２１に接続されている。低温冷水還管３２には、低温冷水ＣＬを圧送する低温冷水ポンプ３３が挿入配置されている。低温冷凍機３０まわりの構成は、省エネルギーの観点から、低温往ヘッダ４１に流入する低温往冷水ＣＬＳの流量を変えることができるようになっていることが好ましい。例えば、低温冷水ポンプ３３にインバータを設けて吐出流量（ひいては低温冷凍機３０を通過する冷水Ｃの流量）を可変にしてもよく（この場合、典型的には低温冷凍機３０をいわゆる変流量対応型とする。）、あるいは低温冷凍機３０を複数台に分割して（換言すれば複数の低温冷凍機３０を並列に配置した低温冷凍機群を構成して）それぞれに低温冷水往管３１及び低温冷水ポンプ３３が配設された低温冷水還管３２を設けて台数制御を行うようにしてもよく（この場合、典型的には低温冷凍機３０をいわゆる定流量型とする。）、あるいはこれらを組み合わせてもよい。本実施の形態では、便宜上、低温冷水ポンプ３３をインバータ制御することにより低温往ヘッダ４１に流入する低温往冷水ＣＬＳの流量を可変にすることとして説明する。
【００３１】
低温往ヘッダ４１には、外調機９１に向けて低温冷水ＣＬを導出する低温供給管４３が接続されている。低温供給管４３の他端と外調機９１とは、外調機９１に低温冷水ＣＬを圧送する低温２次ポンプ９２が配設された配管９３で接続されている。低温２次ポンプ９２は、インバータを有していて冷水Ｃの吐出流量を変えることができるように及び／又は複数台に分割されて台数制御を行うことにより全体として冷水Ｃの吐出流量を変えることができるように構成されていてもよい。配管９３には、内部を流れる冷水Ｃの温度を検出する低温往温度計９８が配設されている。外調機９１には、冷熱を利用して温度が上昇した低温冷水ＣＬを導出する配管９４も接続されている。配管９４の他端は、大温度差熱媒体戻り管としての低温戻り管４４に接続されている。低温戻り管４４の他端は、中温連通管２５に接続されている。このように、中温連通管２５は、中温往ヘッダ２１と中温還ヘッダ２２とを連通する機能を有するほか、低温戻り管４４からの冷水Ｃを受け入れる機能を有する部材である。このような趣旨に鑑みて、例えば、低温戻り管４４がいわゆるヘッダの外観を呈した部材に接続されている場合には、そのヘッダの外観を呈した部材の少なくとも低温戻り管４４が接続されている部分までは、中温連通管２５の概念に含まれることとする。低温戻り管４４には、内部を流れる冷水Ｃの温度を検出する低温還温度計３８及び流量を検出する低温流量計３９が配設されている。中温連通管２５には、低温戻り管４４の接続部と中温還ヘッダ２２との間に、連通流量計２９が配設されている。連通流量計２９は、低温戻り管４４の接続部と中温往ヘッダ２１との間の中温連通管２５に配設されていてもよい。あるいは、低温戻り管４４の接続部と中温還ヘッダ２２との間及び低温戻り管４４の接続部と中温往ヘッダ２１との間の双方に配設されていてもよく、この場合は低温流量計３９を設けるには及ばない。中温往ヘッダ２１と低温往ヘッダ４１とは、低温冷凍機３０を介さずに両ヘッダ２１、４１を連通する低温バイパス管２６で接続されている。
【００３２】
中温往ヘッダ２１に接続される各配管は、本実施の形態では、中温往ヘッダ２１の長手方向に沿って、中温連通管２５、低温冷水還管３２、中温冷水往管１１、中温供給管２３の順に接続されているが、中温連通管２５と低温冷水還管３２とが隣接しており、中温冷水往管１１と中温供給管２３とが隣接していれば、この接続順に限られない。また、本実施の形態では、低温バイパス管２６が、低温冷水還管３２との接続部よりも中温連通管２５側で中温往ヘッダ２１に接続されているが、中温冷水往管１１及び中温供給管２３の双方よりも低温冷水還管３２に近い位置で接続されていればよい。このような態様で各配管が中温往ヘッダ２１に接続されていることで、中温冷凍機１０及びドライコイル８１の系統と低温冷凍機３０及び外調機９１の系統とが独立（分離）して構成されずに統合されていても、中温連通管２５及び低温バイパス管２６から中温往ヘッダ２１へ流入する低温冷水ＣＬが中温供給管２３に流入することを防ぐことができ、ドライコイル８１へ送水される冷水Ｃを適正な温度に維持することが可能になる。また、冷水Ｃの全体的な流れ方向から見て上流から下流に向かって、中温冷凍機１０、中温往ヘッダ２１、低温冷凍機３０の順に直列に接続され、ドライコイル８１に供給される冷水Ｃが中温往ヘッダ２１から取り出される構成になっているために、低温度の冷水Ｃがドライコイル８１に誤って導入される可能性をより低減することができる。なお、本実施の形態では、中温還ヘッダ２２に接続される各配管は、中温還ヘッダ２２の長手方向に沿って、中温連通管２５、中温戻り管２４、中温冷水還管１２の順に接続されているが、この接続順に限られない。
【００３３】
中温冷凍機１０、中温往ヘッダ２１、低温冷凍機３０の順に直列に接続された熱源システム１では、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の定格出力（定格冷凍能力又は定格冷凍容量ともいう）を複数のバリエーションから決定することが可能である。例えば、ドライコイル８１の最大空気負荷の合計が８００ｋＷに相当する単位時間当たりの熱量であり、外調機９１の最大空気負荷の合計が１２００ｋＷに相当する単位時間当たりの熱量である場合、中温冷凍機１０及びドライコイル８１の系統と低温冷凍機３０及び外調機９１の系統とが独立（分離）して構成されていると中温冷凍機１０の定格冷凍容量を８００ｋＷとして低温冷凍機３０の定格冷凍容量を１２００ｋＷとせざるを得ないが、ドライコイル８１系統と外調機９１系統とが統合された熱源システム１では、中温冷凍機１０の定格冷凍容量がドライコイル８１の最大空気負荷に相当する冷凍能力（ここでの例では８００ｋＷ）以上、かつ、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の合計定格冷凍容量が２０００ｋＷになるようにすれば、その按分は複数のバリエーションから決定することができる。
【００３４】
ここで図２をも参照すると、図２には上記の条件における中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の定格出力（定格冷凍容量）の按分の例を示している。例１では、中温冷凍機１０の定格出力をドライコイル８１の空気負荷に合わせ、低温冷凍機３０の定格出力を外調機９１の空気負荷に合わせている。これを、例２のように中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の定格出力を共に１０００ｋＷとしてもよく、例３のように中温冷凍機１０の定格出力を低温冷凍機３０の定格出力よりも大きくしてもよい。あるいは、例４及び例５に示すように、中温冷凍機１０及び／又は低温冷凍機３０を複数台に分割して、中温冷凍機１０の定格出力が８００ｋＷ以上、かつ、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の合計定格出力が２０００ｋＷになるように適宜各冷凍機１０、３０の定格出力の按分を決定してもよい。このように、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の定格出力の按分の様々なバリエーションの中から、各冷凍機１０、３０まわりのイニシャルコストやランニングコストを勘案して経済的な組み合わせを決定することができる（経済設計）。
【００３５】
中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の運転時の出力（各冷凍機１０、３０で製造される冷水Ｃの利用可能な冷熱量）は、制御装置６０からの信号を受信して調節されるように構成されている。制御装置６０は、熱源システム１の運転を制御する機器であり、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の運転制御や温度設定のほか、中温冷水ポンプ１３及び低温冷水ポンプ３３に信号を送信してそれぞれの回転速度（ひいては吐出流量）を調節することができるように構成されている。また、制御装置６０は、中温還温度計１８、低温還温度計３８、中温往温度計８８、低温往温度計９８から温度信号を受信し、中温流量計１９、連通流量計２９、低温流量計３９から流量信号を受信して、両冷凍機１０、３０及び両ポンプ１３、３３の制御に反映させることができるように構成されている。例えば、中温還温度計１８及び中温往温度計８８並びに中温流量計１９の計測値から、ドライコイル８１の運転負荷を算出し、低温還温度計３８及び低温往温度計９８並びに低温流量計３９の計測値から外調機９１の運転負荷を算出して、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０における冷水負荷を、外調機９１の空気負荷を両冷凍機１０、３０で受け持つ按分率を勘案して設定し、この設定に基づいて中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０で製造される冷水Ｃの流量や温度あるいは連通流量計２９を通過する冷水Ｃの流量を算出する。この算出された、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０で製造される冷水Ｃの流量や温度となるように中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の運転制御を行うほか、連通流量計２９を通過する冷水Ｃの流量が算出された値となるように中温冷水ポンプ１３の回転速度を調節する。また、制御装置６０は、中温２次ポンプ８２及び低温２次ポンプ９２の変流量制御や中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０のそれぞれの冷却水ポンプ（不図示）の変流量制御等、その他熱源運転制御システムを兼用して構成してもよい。
【００３６】
引き続き図１を参照して、熱源システム１の作用を説明する。以下の説明では、中温冷凍機１０、中温冷水ポンプ１３、中温２次ポンプ８２、低温冷凍機３０、低温冷水ポンプ３３、低温２次ポンプ９２が変流量仕様であり、各ポンプ１３、３３、８２、９２の変流量の方法がインバータ制御であることとする。また、中温冷凍機１０の定格出力とドライコイル８１の最大空気負荷、及び低温冷凍機３０の定格出力と外調機９１の最大空気負荷とがそれぞれ同じ熱量であることとする。まず、基本的な運転状況として、ドライコイル８１に供給される冷水Ｃの流量に見合った中温往冷水ＣＭＳが中温冷凍機１０で製造され、外調機９１に供給される冷水Ｃの流量に見合った低温往冷水ＣＬＳが低温冷凍機３０で製造される場合を説明する。この場合、中温冷凍機１０では中温度（本実施の形態では例えば１３℃）の中温往冷水ＣＭＳが製造され、低温冷凍機３０では低温度（本実施の形態では例えば７℃）の低温往冷水ＣＬＳが製造される。ドライコイル８１及び外調機９１を流れる冷水Ｃは、処理する空気負荷の変動に応じて流量が制御される変流量とされる。また、中温往ヘッダ２１に流入する中温往冷水ＣＭＳの流量とドライコイル８１に流入する冷水Ｃの流量とが等しくなるように中温冷水ポンプ１３の回転速度が調節される。また、低温往ヘッダ４１に流入する低温往冷水ＣＬＳの流量と外調機９１に流入する冷水Ｃの流量とが好ましくは等しくなるように、少なくとも低温往ヘッダ４１に流入する低温往冷水ＣＬＳの流量が外調機９１に流入する冷水Ｃの流量よりも多くなるように低温冷水ポンプ３３の回転速度が調節される。低温往ヘッダ４１に流入する低温往冷水ＣＬＳの流量が外調機９１に流入する冷水Ｃの流量よりも多くなる場合、余剰分は低温バイパス管２６を介して低温冷水還管３２に導かれる。
【００３７】
上述のように中温冷水ポンプ１３及び低温冷水ポンプ３３の回転速度が調節されると、中温冷凍機１０で製造された中温度の中温往冷水ＣＭＳは、中温冷水往管１１から中温往ヘッダ２１を介して中温供給管２３に流入し、中温２次ポンプ８２で昇圧されて配管８３を介してドライコイル８１に流入する。ドライコイル８１に流入した中温往冷水ＣＭＳは、被処理空気（不図示）の顕熱を奪って温度が上昇した後に（本実施の形態では例えば１８℃になる）、配管８４、中温戻り管２４、中温還ヘッダ２２、中温冷水還管１２を介して中温還冷水ＣＭＲとして中温冷凍機１０に流入する。中温冷凍機１０に流入した中温還冷水ＣＭＲは、冷却されて中温度の中温往冷水ＣＭＳとなって再び中温冷凍機１０から導出される。
【００３８】
他方、低温冷凍機３０で製造された低温度の低温往冷水ＣＬＳは、低温冷水往管３１から低温往ヘッダ４１を介して低温供給管４３に流入し、低温２次ポンプ９２で昇圧されて配管９３を介して外調機９１に流入する。外調機９１に流入した低温往冷水ＣＬＳは、被処理空気（不図示）の全熱を奪って温度が上昇した後に（本実施の形態では例えば１７℃になる）、配管９４、低温戻り管４４を介して中温連通管２５に流入する。中温連通管２５に流入した低温冷水ＣＬは、流量配分の関係から、全量が中温往ヘッダ２１に向かって流れ、中温往ヘッダ２１及び低温冷水還管３２を介して低温還冷水ＣＬＲとして低温冷凍機３０に流入する。低温冷凍機３０に流入した低温還冷水ＣＬＲは、冷却されて低温度の低温往冷水ＣＬＳとなって再び低温冷凍機３０から導出される。
【００３９】
このように、熱源システム１は、中温往ヘッダ２１に流入する中温往冷水ＣＭＳの流量とドライコイル８１に流入する冷水Ｃの流量とが等しくなるように、また、好適には低温往ヘッダ４１に流入する低温往冷水ＣＬＳの流量と外調機９１に流入する冷水Ｃの流量とが等しくなるように、中温冷水ポンプ１３及び低温冷水ポンプ３３の回転速度を調節することで、ドライコイル８１に供給する中温冷水ＣＭの系統と、外調機９１に供給する低温冷水ＣＬの系統とを、配管で接続して統合していながら分離して構成されたように運転することができる。このような運転をベースとして、熱源システム１は、各冷凍機１０、３０の運転を最適化（例えば、最も消費エネルギーが小さくなる（ＣＯＰが高くなる）、あるいは最も運転費が安くなる等の観点から見たときの最適な運転容量（処理冷水負荷）の配分）するべく、以下のように運転することが可能である。
【００４０】
例えば、ドライコイル８１及び外調機９１のそれぞれの空気負荷が定格（１００％）よりも小さく、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０が定格よりも小さい冷水負荷で運転している場合に、中温冷水ポンプ１３の回転速度を上げることによって中温冷凍機１０で冷却する中温冷水ＣＭの流量を増加する。すると、ドライコイル８１に供給する中温冷水ＣＭの系統は上述の基本的な運転状況のように流れる一方で、中温冷凍機１０で製造された中温往冷水ＣＭＳの増加分（中温冷凍機１０で製造された中温往冷水ＣＭＳの流量から中温供給管２３に流入する中温往冷水ＣＭＳの流量を差し引いた流量分）が、低温冷水還管３２に向かって流れる。他方、外調機９１に供給する低温冷水ＣＬの系統は、低温戻り管４４から中温連通管２５に流入した低温冷水ＣＬの一部が中温還ヘッダ２２に向かって流れるようになる。中温連通管２５から中温還ヘッダ２２に流入した低温冷水ＣＬは、中温戻り管２４から中温還ヘッダ２２に流入した中温冷水ＣＭと混合して中温還冷水ＣＭＲとして中温冷凍機１０に流入し、中温度の中温往冷水ＣＭＳとなる。そして、中温冷凍機１０で製造されて中温冷水往管１１から中温往ヘッダ２１に流入した中温往冷水ＣＭＳは、ドライコイル８１に供給される分以外の余剰分が、中温連通管２５から流入した低温冷水ＣＬと混合して、低温還冷水ＣＬＲとして低温冷凍機３０に流入する。このとき中温往ヘッダ２１で混合される中温往冷水ＣＭＳ（本実施の形態では１３℃）は、中温連通管２５から流入してきた低温冷水ＣＬ（本実施の形態では１７℃）よりも温度が低い。このため、低温冷水還管３２を流れる低温還冷水ＣＬＲは、全量が中温連通管２５から流れてきた場合に比べて温度が低くなり、低温冷凍機３０が処理すべき冷水負荷が軽減される。このような運転とすることで、仮にドライコイル８１に供給する中温冷水ＣＭの系統と外調機９１に供給する低温冷水ＣＬの系統とが分離していてそれぞれ独立して最適化運転をした結果、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０のそれぞれが定格よりも小さい冷水負荷で運転するような状況の場合に、低温冷凍機３０で処理すべき冷水負荷の一部を中温冷凍機１０に配分することで、熱源システム１全体の運転効率を上げることが可能となる。例えば、中間期など冷却水の温度を低温にして運転した場合に運転ＣＯＰが顕著に高いインバータ式ターボ冷凍機を中温冷凍機１０として採用している場合は、より省エネルギーとなる。熱源システム１は、上述のように中温冷水ポンプ１３の流量を変えることによって、低温戻り管４４から中温連通管２５に流入した低温冷水ＣＬの、中温往ヘッダ２１に向かう流量と中温還ヘッダ２２に向かう流量との按分を変えることができるように、各配管のサイズや各ポンプの揚程が設計されている。なお、このような制御は、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０の定格冷凍能力が、全負荷運転時に外調機９１で処理される空気負荷の一部を中温冷凍機１０が負担するように決定されている場合（例えば図２の例２、３、５のような関係の場合）でも、同様に適用することができる。つまり、全負荷運転時にも低温戻り管４４から中温連通管２５に流入した冷水Ｃが中温往ヘッダ２１に向かう流れと中温還ヘッダ２２に向かう流れとに分配されつつ、部分負荷運転時にはそれぞれのヘッダ２１、２２に向かう冷水Ｃの流量配分が変わるような制御とすることもできる。
【００４１】
加えて、制御装置６０が、外調機９１で処理される空気負荷に対して中温冷凍機１０で冷却された中温往冷水ＣＭＳが保有する冷熱量で充当される分と低温冷凍機３０で冷却された低温往冷水ＣＭＳが保有する冷熱量で充当される分との配分の複数のパターン（例えば、中間期に中温冷凍機１０を優先的に運転するパターンや低温冷凍機３０の運転負荷率をなるべく高めに維持するパターン等）が所定の外部条件に応じてあらかじめ複数のモードとして所定の選定条件ごとに記憶されており、この複数のモードから所定の選定条件に照らして採用するモードを選定し、選定されたモードに従って中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０を運転させるように構成されていてもよい。所定の外部条件としては、季節、外気条件、運転時刻、冷凍機冷水負荷等が挙げられ、所定の選定条件としては、省エネ性、低ランニングコスト性、低ＣＯ２排出量性等が挙げられる。このように構成すると、所定の外部条件と運転モードとの組み合わせの対照表や判定図等が所定の選定条件ごとにあらかじめ記憶されていて、記憶された複数のモードから中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０を運転させるモードを選定することができ、比較的簡易な構成で熱源システム１の適切な運転を行うことができる。このとき、制御装置６０が、上記複数のモードのそれぞれについて上述の所定の選定条件に照らした指標となる値を演算する演算部としての運転シミュレータ（不図示）を有し、運転シミュレータ（不図示）における演算により得られた指標値を比較して上述の所定の選定条件に最も適合するモードを選定するように構成されていてもよい。このように構成すると、所定の選定条件に適合する精度を高めることができ、より適切な運転を行うことができる。また、制御装置６０は、選択されたモードによる運転における上述の所定の選定条件の適合の度合いを検出し、検出された適合の度合いをデータ化して蓄積するデータベース（不図示）を有していてもよい。このように構成すると、実際の運転における所定の選定条件の適合度合いをデータベース化して蓄積することができ、より高精度な制御を行うためにフィードバックすることができる。なお、データベース（不図示）は制御装置６０と一体に構成されていてもよく、分離して構成されていてもよい。このほか、制御装置６０は、運転シミュレータ（不図示）により中温冷凍機１０と低温冷凍機３０との冷水負荷配分の最適な値を直接探索し、探索結果を最適化制御の目標値として採用するように構成されていてもよい。この場合、最適値の探索は、局所探索と全体探索とを組み合わせて実行してもよい。例えば、現設定値に対して所定の増減値と現状値との比較を局所探索として実施し、局所探索による結果を最適化制御の設定目標値として採用しつつ、併せて、局所探索では探索範囲とはならない範囲の仮想設定値を適宜ピックアップする全体探索を実施して、定周期的に局所探索による結果と比較して仮想設定値に局所最適化の傾向があれば現設定値の自動又は手動による更新を行い、この更新した値について改めて局所探索を行うような制御である。このようにすると、熱源システム１に対して多変数を扱う最適化運転の制御について、最適化精度の向上、運転制御の安定性、並びにシステム構築及び実運転での制御の簡素化を確保することができる。このほか、制御装置６０は、各冷凍機１０、３０の冷水温度や冷却水量の設定についても運転モードの選定や最適値の探索を行ってもよい。
【００４２】
次に図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る熱源システム２を説明する。図３は、熱源システム２の模式的系統図である。熱源システム２の、熱源システム１（図１参照）と異なる点は、中温冷凍機１０又は低温冷凍機３０が故障した際のバックアップ機となるバックアップ冷凍機（バックアップ熱源機）としての補助冷凍機５０を備えている点である。すなわち、熱源システム２の構成は、熱源システム１（図１参照）の構成に加えてさらに、補助冷凍機５０及びこれに付帯するものを備えている。
【００４３】
補助冷凍機５０は、中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０と同様の水冷式あるいは空冷式の熱源装置であって典型的には、ターボ冷凍機、吸収式冷凍機、チリングユニット等が用いられる。補助冷凍機５０は、不図示の冷媒が冷凍サイクルを行い（蒸発と凝縮を交互に行う）、冷媒が蒸発する際に、補助冷凍機５０内を通過する冷水Ｃから熱を奪う（冷却する）ことで冷水Ｃを冷却する機器である。補助冷凍機５０は、制御装置６０から受信した制御信号に応じて、製造後の冷水Ｃ（冷却された冷水Ｃ）の温度の設定を適宜変えることができるように構成されており、設定温度に応じて中温度の冷水Ｃ又は低温度の冷水Ｃを製造することができるように構成されている。
【００４４】
補助冷凍機５０には、冷却した冷水Ｃを導出するバックアップ導出管としての補助冷水往管５１と、冷却しようとする冷水Ｃを導入するバックアップ導入管としての補助冷水還管５２とが接続されている。補助冷水往管５１の他端は、本実施の形態では、中温往ヘッダ２１に、中温冷水往管１１の接続位置と低温冷水還管３２の接続位置との間で接続されている。補助冷水還管５２の他端は、本実施の形態では、中温還ヘッダ２２に、中温戻り管２４の接続位置と中温連通管２５の接続位置との間で接続されている。補助冷水還管５２には、冷水Ｃを圧送する補助冷水ポンプ５３が挿入配置されている。補助冷水ポンプ５３は、インバータを設けて吐出流量を可変にすることができるように構成されていてもよい。低温バイパス管２６の中温往ヘッダ２１への接続位置は、本実施の形態では、低温冷水還管３２に対して補助冷水往管５１の接続位置の反対側となっている（換言すれば補助冷水往管５１と低温バイパス管２６との間で低温冷水還管３２が中温往ヘッダ２１に接続されている。）が、中温冷水往管１１との接続部よりも低温冷水還管３２側に位置していればよい。熱源システム２では、低温バイパス管２６は、定常運転時に低温往ヘッダ４１に流入する冷水Ｃの流量と外調機９１に流入する冷水Ｃの流量との差を吸収する機能を有するほか、低温冷凍機３０の故障時には補助冷凍機５０で製造された冷水Ｃを外調機９１側に送るバイパス管として機能する。
【００４５】
上述のように構成された熱源システム２は、例えば中温冷凍機１０が故障した場合は、中温冷水ポンプ１３を停止して補助冷水ポンプ５３を起動すると共に、設定温度を中温度として補助冷凍機５０を起動する。このようにすることで、補助冷凍機５０を中温冷凍機１０の代替機器として、熱源システム１（図１参照）の作用として説明した運転を行うことが可能になる。また、低温冷凍機３０が故障した場合は、低温冷水ポンプ３３を停止して補助冷水ポンプ５３を起動すると共に、設定温度を低温度として補助冷凍機５０を起動する。このようにすることで、補助冷凍機５０を低温冷凍機３０の代替機器として運転を行うことができる。熱源システム２は、中温冷凍機１０及びドライコイル８１の系統と低温冷凍機３０及び外調機９１の系統とが独立して構成されているシステムに対して共通のバックアップ機を設ける場合（図６に破線で例示している）に比べて流路を切り替える制御弁や配管等の構成が少なくて済み、より簡易な構成で冷凍機故障時のバックアップを行うことができる。なお、補助冷凍機５０は、バックアップ専用として設けるほかに、中温冷凍機１０を並列に複数台設置した場合の一部（典型的には１台）を充当することとしてもよい。この場合、典型的には最も低温冷水還管３２の近くで中温往ヘッダ２１に接続された中温冷水往管１１に冷水Ｃを導出する中温冷凍機１０が補助冷凍機５０として機能すると共に、この補助冷凍機５０兼中温冷凍機１０は、非常時以外は中温冷凍機１０として定常運転に供される。
【００４６】
以上の説明では、説明の便宜のために、主として中温冷凍機１０及び低温冷凍機３０がそれぞれ１台で構成されているとしたが、上述の説明で言及したように、それぞれ複数台が並列又は直列に配列されて構成されていてもよい。この場合、典型的には、並列に接続された冷凍機まわりのそれぞれに、冷水往管と、冷水ポンプが配設された冷水還管とが設置されることとなる。なお、冷凍機が直列に配置されている場合は、直列に配置された冷凍機全体を、１台の冷凍機と考えるとよい。
【００４７】
以上の説明では、熱源システム１、２が、精密空調を行う負荷側機器８１、９１に供給する冷水Ｃを製造することとして説明したが、例えば対流式の空調を行うための空調用機器（例えばエアハンドリングユニットやファンコイルユニット等）よりも高い温度の冷水を導入すれば足りる輻射冷房用の機器に供給する中温冷水ＣＭと、エアハンドリングユニット等の空調用機器に供給する低温冷水ＣＬとを製造することとしてもよい。つまり、熱源システム１、２を適用することができるのは、負荷側機器が精密空調を行う機器である場合に限られない。
【００４８】
次に図４を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る熱源システム３を説明する。図４は、熱源システム３の模式的系統図である。熱源システム３は、流動する熱媒体が、状況に応じて冷水及び／又は温水となるように構成されている。熱源システム３の、熱源システム１（図１参照）と異なる点は、小温度差熱源機が小温度差冷温水機３１０で構成され、大温度差熱源機が大温度差冷温水機３３０で構成されている点、小温度差往集合部２１と小温度差還集合部２２とを小温度差冷温水機３１０を介さずに連通する小温度差バイパス管３２８が設けられている点、小温度差連通管２５に熱媒体の流通を遮断する開閉弁としての小温度差連通遮断弁３２５ｖが設けられている点である。以下、熱源システム３から供給された熱媒体の熱を利用する機器について、第１の負荷側機器が放射パネル３８１であり、第２の負荷側機器が空調機（エアハンドリングユニット）３９１であるとして説明する。また、熱源システム３を流動する熱媒体に関し、以下の説明では「ＣＨ」で始まる符号を付することとする。熱源システム３の、上記以外の構成は、熱源システム１（図１参照）と同様である。以下に、熱源システム３に特有の構成について説明を加える。なお、以下の熱源システム３の説明において、熱源システム１（図１参照）で用いたのと同じ参照符号でありながら異なる呼称を用いているのは、熱源システム１（図１参照）が冷熱の扱いに特化したシステムであるのに対し、熱源システム３が冷熱及び温熱の双方を取り扱い対象にしていることを考慮したものであり、同じ参照符号の機器及び配管類についての物理的な構成は熱源システム１（図１参照）と同様である。
【００４９】
小温度差冷温水機３１０及び大温度差冷温水機３３０は、状況に応じて冷水又は温水を製造することができる機器、換言すれば冷水及び温水の両方を製造することが可能な機器であり、冷温水発生機やヒートポンプチラー等が用いられる。本実施の形態では、小温度差冷温水機３１０で温度が調節される熱媒体ＣＨを小温度差熱媒体ＣＨＭといい、大温度差冷温水機３３０で温度が調節される熱媒体ＣＨを大温度差熱媒体ＣＨＬという。小温度差冷温水機３１０は、小温度差熱媒体ＣＨＭを専ら所定の中温度に温度調節する機器であるが、好ましくは温度の設定を適宜変えることができるように構成され、さらに低温度（冷却時）及び／又は高温度（加熱時）にすることができる能力を有していることが好ましい。大温度差冷温水機３３０は、大温度差熱媒体ＣＨＬを専ら低温度（冷却時）又は高温度（加熱時）に温度調節する機器であるが、温度の設定を適宜変えることができるように構成されていると熱源システム３の省エネルギーを図ることができるため好ましい。ここで「中温度」は、基準温度との差が第１の所定の値である温度である。「低温度」及び「高温度」は、基準温度との差が第２の所定の値である温度である。第２の所定の値は第１の所定の値よりも大きい。また「基準温度」とは、中温度との差よりも、低温度（冷却時）及び高温度（加熱時）との差の方が大きくなる任意の温度であり、例えば中間期の外気温あるいは２０℃等とすることができる。
【００５０】
小温度差バイパス管３２８は、小温度差連通管２５とは別体の管であり、主に小温度差冷温水機３１０で冷水が製造され、大温度差冷温水機３３０で温水が製造される場合に用いられる管である。小温度差バイパス管３２８は、小温度差連通管２５及び大温度差導入管３２よりも、小温度差導出管１１及び小温度差供給管２３に近い位置で小温度差往集合部２１に接続され、小温度差連通管２５よりも小温度差導入管１２に近い位置で小温度差還集合部２２に接続されている。換言すれば、小温度差往集合部２１では、小温度差バイパス管３２８の接続部と小温度差導出管１１の接続部との間に、小温度差連通管２５、大温度差バイパス管２６、及び大温度差導入管３２の接続部が介在せず、小温度差還集合部２２では、小温度差バイパス管３２８の接続部と小温度差導入管１２の接続部との間に、小温度差連通管２５の接続部が介在しないように構成されている。小温度差バイパス管３２８には、熱媒体ＣＨＭの流通を遮断する小温度差バイパス遮断弁３２８ｖが設けられている。小温度差バイパス遮断弁３２８ｖは、制御装置６０と信号ケーブルで接続されており、制御装置６０からの信号を受信して開閉動作をすることができるように構成されている。
【００５１】
小温度差連通遮断弁３２５ｖは、大温度差熱媒体戻り管４４から小温度差連通管２５に流入した熱媒体ＣＨＬの、小温度差還集合部２２への流入を遮断することを可能にする弁であり、大温度差熱媒体戻り管４４の接続部と小温度差還集合部２２との間に設けられている。小温度差連通遮断弁３２５ｖは、制御装置６０と信号ケーブルで接続されており、制御装置６０からの信号を受信して開閉動作をすることができるように構成されている。
【００５２】
上述のように構成された熱源システム３は、小温度差冷温水機３１０及び大温度差冷温水機３３０共に冷却運転を行う場合は、制御装置６０によって小温度差連通遮断弁３２５ｖが開にされ、小温度差バイパス遮断弁３２８ｖが閉にされて、上述の熱源システム１（図１参照）と同様の運転が行われる。
【００５３】
熱源システム３の小温度差冷温水機３１０及び大温度差冷温水機３３０が共に加熱運転を行う場合も、制御装置６０によって小温度差連通遮断弁３２５ｖが開にされ、小温度差バイパス遮断弁３２８ｖが閉にされる。そして、小温度差熱媒体ＣＨＭが小温度差冷温水機３１０で中温度の温水とされ、大温度差熱媒体ＣＨＬが大温度差冷温水機３３０で高温度の温水とされることとなり、温度差を取る方向が冷却時と異なるものの、熱媒体（温水）ＣＨの流れや流量配分等は冷却時と同様である。加熱時の温度条件の一例を示すと、小温度差熱媒体ＣＨＭは、小温度差冷温水機３１０で３５℃に加熱され、放射パネル３８１で放熱して３０℃に温度が低下した後に、再び小温度差冷温水機３１０に導入されて加熱される。他方、大温度差熱媒体ＣＨＬは、大温度差冷温水機３３０で４０℃に加熱され、空調機３９１で被処理空気（不図示）と熱交換して３０℃に温度が低下した後に小温度差連通管２５に流入し、小温度差往集合部２１に導入され、あるいは小温度差往集合部２１及び小温度差還集合部２２に適宜分配される。
【００５４】
また、熱源システム３は、小温度差冷温水機３１０で冷却運転を行い、大温度差冷温水機３３０で加熱運転を行うこともできる。このような運転が行われるのは、例えばＯＡ機器等の発熱のある機器が室内に多数設置されている近年のオフィスビル等で冬季にも冷却負荷がある場合などが挙げられる。さらに補足すれば、例えば所定の絶対湿度にすることができる温度まで空調機３９１の系統で外気を加熱し、放射パネル３８１の系統で冷房が必要なオフィス室内の冷却を行う場合にこのような運転が行われることがある。このような冷／暖同時運転が行われる場合、熱源システム３は、制御装置６０によって小温度差連通遮断弁３２５ｖが閉にされ、小温度差バイパス遮断弁３２８ｖが開にされる。小温度差連通遮断弁３２５ｖが閉にされることにより、大温度差熱媒体戻り管４４から小温度差連通管２５に流入した大温度差熱媒体ＣＨＬが、小温度差還集合部２２に流入せずにすべて小温度差往集合部２１に流入することとなる。また、小温度差バイパス遮断弁３２８ｖが開にされることにより、小温度差熱媒体ＣＨＭについて、小温度差往集合部２１に流入する流量が放射パネル３８１（第１の負荷側機器）に流入する流量よりも多くなる場合に、余剰分が小温度差バイパス管３２８を介して小温度差還集合部２２に導かれることとなる。そして、このような冷／暖同時運転が行われる場合、小温度差熱媒体ＣＨＭは小温度差冷温水機３１０と第１の負荷側機器３８１との間を循環し、大温度差熱媒体ＣＨＬは大温度差冷温水機３３０と第２の負荷側機器３９１との間を循環することとなる。つまり、小温度差の系統と大温度差の系統とが独立して運転されることとなる。このように、冷／暖同時運転が行われる場合は小温度差の系統と大温度差の系統との各々で最適な運転を行うことができるに留まる。しかしながら、熱源システム３は、冷却運転又は加熱運転を行う場合は熱源システム１（図１参照）のように最適運転のバリエーションが増加する統合運転を可能にしながら、冷／暖同時運転をも可能にした、用途が拡大したシステムである。
【００５５】
なお、図５に示すように、冷／暖同時運転を行う可能性がある熱源システム３を構築する場合は、小温度差の系統と大温度差の系統とのそれぞれの独立運転をより確実とするため、換言すれば小温度差熱媒体ＣＨＭの大温度差系統への侵入及び大温度差熱媒体ＣＨＬの小温度差系統への侵入を抑制するために、小温度差往集合部２１に邪魔板２１ｂを設けるとよい。邪魔板２１ｂは、小温度差導出管１１と小温度差供給管２３と小温度差バイパス管３２８（図４参照）とが接続された部分と、大温度差導入管３２と小温度差連通管２５と大温度差バイパス管２６（図４参照）とが接続された部分とを部分的に遮断するように、小温度差往集合部２１内に設けられる。なお、邪魔板２１ｂは、常設の板状部材とするほか、開閉可能な弁として冷／暖同時運転時には一部又は全部を閉とし、冷却運転又は加熱運転時は全開にすることしてもよい。
【００５６】
以上の熱源システム３の説明では、小温度差熱源機及び大温度差熱源機が、状況に応じて冷水又は温水を製造することができる機器であるとしたが、加熱運転のみを行うシステムとする場合は、温水だけを製造することができる機器としてもよい。また、小温度差連通遮断弁３２５ｖ及び小温度差バイパス遮断弁３２８ｖが、自動弁であるとして説明したが、手動弁であってもよい。
【００５７】
また、熱源システム３についても、熱源システム２（図３参照）に倣ってバックアップ熱源機を同様に設けることができることはいうまでもない。この場合、バックアップ熱源機は、小温度差熱源機及び大温度差熱源機と同様の熱源機であることが好ましい。つまり、小温度差熱源機及び大温度差熱源機が冷水及び温水の両方が製造可能な冷温水発生機等である場合は、バックアップ熱源機も冷温水発生機等とすることが好ましく、小温度差熱源機及び大温度差熱源機が冷凍機の場合はバックアップ熱源機も冷凍機で足り、小温度差熱源機及び大温度差熱源機が加熱熱源機である場合はバックアップ熱源機も加熱熱源機で足りる。
【符号の説明】
【００５８】
１、２、３  熱源システム
１０  中温冷凍機（小温度差熱源機）
１１  中温冷水往管（小温度差導出管）
１２  中温冷水還管（小温度差導入管）
２１  中温往ヘッダ（小温度差往集合部）
２２  中温還ヘッダ（小温度差還集合部）
２３  中温供給管（小温度差供給管）
２５  中温連通管（小温度差連通管）
３０  低温冷凍機（大温度差熱源機）
３２  低温冷水還管（大温度差導入管）
４４  低温戻り管（大温度差熱媒体戻り管）
５０  補助冷凍機（バックアップ熱源機）
５１  補助冷水往管（バックアップ導出管）
５２  補助冷水還管（バックアップ導入管）
８１  ドライコイル（第１の負荷側機器）
９１  外調機（第２の負荷側機器）
３２５ｖ  小温度差連通遮断弁（開閉弁）
Ｃ      冷水
ＣＬＳ  低温往冷水（大温度差熱媒体）
ＣＭＳ  中温往冷水（小温度差熱媒体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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