(57)【要約】【課題】複数の冷凍機が設置されたときに、予冷した冷水を利用してそれら冷凍機のうちの一部の冷凍機の負荷を軽減させる予冷運転を行うことができる熱源システムを提供する。【解決手段】熱源システム１０は、熱負荷機器１１と、熱負荷機器１１から流出した冷水を冷却する第１〜第３冷凍機１２〜１４と、第１冷凍機１２に替わって熱負荷機器１１から流出した冷水を冷却する熱交換器１５と、バルブ３２，３３を介して冷凍機１２〜１４と熱交換器１５との少なくとも一方に供給される冷却水を冷却する第１〜第３冷却塔１６〜１８とを備えている。熱源システム１０では、第１冷凍機１２と熱交換器１５とが熱負荷機器１１に対して直列に配置され、外気の湿球温度が所定の温度以下のときに、予冷運転またはフリークーリング運転のいずれか一方を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷水を利用する熱負荷機器と、前記熱負荷機器から流出した前記冷水を個別に冷却する第１〜第ｎ冷凍機と、前記第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機に替わって前記熱負荷機器から流出した前記冷水を冷却する熱交換器と、所定の切替機構を介して前記第１〜第ｎ冷凍機と前記熱交換器との少なくとも一方に供給される冷却水を冷却する第１〜第ｍ冷却塔とを備え、外気の状態が所定の条件のときに、前記第１〜第ｎ冷凍機の運転を停止するとともに、前記熱交換器に供給される冷却水を前記冷却塔によって冷却しつつ、前記熱交換器を利用して前記熱負荷機器から流出した前記冷水を冷却するフリークーリング運転を行う熱源システムにおいて、
前記第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機と前記熱交換器とが、前記熱負荷機器に対して直列に配置されていることを特徴とする熱源システム。
【請求項２】
前記熱源システムでは、外気温度と比較温度（前記熱交換器に流入する直前の前記冷水の冷水温度から予め設定された設定温度を減じた温度）とを比較し、前記外気温度が前記比較温度を超過する場合、前記冷凍機に供給される冷却水を前記冷却塔によって冷却しつつ、前記熱交換器を利用せずに前記第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して前記熱負荷機器から流出した前記冷水を冷却する通常運転を行い、前記外気温度が前記比較温度以下の場合、前記第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機の運転を停止し、停止した冷凍機を除く残余の冷凍機のうちの少なくとも１つと前記熱交換器とに供給される冷却水を前記冷却塔によって冷却しつつ、前記熱交換器を利用して前記熱負荷機器から流出した前記冷水を予冷するとともに、停止した冷凍機を除く残余の冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して前記熱負荷機器から流出した前記冷水を冷却する予冷運転と前記フリークーリング運転とのうちのいずれか一方を行う請求項１記載の熱源システム。
【請求項３】
前記熱源システムが、前記通常運転と前記予冷運転と前記フリークーリング運転とのいずれかを実施する制御装置を含み、
前記制御装置が、外気温度を測定する外気温度測定手段と、前記熱交換器に流入する直前の前記冷水の冷水温度を測定する冷水温度測定手段と、測定した前記外気温度と前記比較温度とを比較する温度比較手段とを有し、前記外気温度が前記比較温度を超過する場合、前記通常運転を実施し、前記外気温度が前記比較温度以下の場合、前記予冷運転と前記フリークーリング運転とのうちのいずれか一方を実施する請求項２記載の熱源システム。
【請求項４】
前記熱源システムでは、外気温度と比較温度（前記熱交換器に流入する直前の前記冷水の第１冷水温度から予め設定された第１設定温度を減じた温度）とを比較し、前記外気温度が前記比較温度を超過する場合、前記冷凍機に供給される冷却水を前記冷却塔によって冷却しつつ、前記熱交換器を利用せずに前記第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して前記熱負荷機器から流出した前記冷水を冷却する通常運転を行い、前記外気温度が前記比較温度以下の場合、前記熱交換器から流出した直後の前記冷水の第２冷水温度と予め設定された第２設定温度とを比較し、前記第２冷水温度が前記第２設定温度を超過する場合、前記第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機の運転を停止し、停止した冷凍機を除く残余の冷凍機のうちの少なくとも１つと前記熱交換器とに供給される冷却水を前記冷却塔によって冷却しつつ、前記熱交換器を利用して前記熱負荷機器から流出した前記冷水を予冷するとともに、停止した冷凍機を除く残余の冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して前記熱負荷機器から流出した前記冷水を冷却する予冷運転を行い、前記第２冷水温度が前記第２設定温度以下の場合、前記フリークーリング運転を行う請求項１記載の熱源システム。
【請求項５】
前記熱源システムが、前記通常運転と前記予冷運転と前記フリークーリング運転とのいずれかを実施する制御装置を含み、
前記制御装置が、外気温度を測定する外気温度測定手段と、前記熱交換器に流入する直前の前記冷水の第１冷水温度を測定する第１冷水温度測定手段と、前記熱交換器から流出した直後の前記冷水の第２冷水温度を測定する第２冷水温度測定手段と、測定した前記外気温度と前記比較温度とを比較する温度第１比較手段と、測定した第２冷水温度と前記第２設定温度とを比較する温度第２比較手段とを有し、前記外気温度が前記比較温度を超過する場合に前記通常運転を実施し、前記外気温度が前記比較温度以下の場合に前記温度第２比較手段を実施しつつ、前記第２冷水温度が前記第２設定温度を超過する場合に前記予冷運転を実施し、前記第２冷水温度が前記第２設定温度以下の場合に前記フリークーリング運転を実施する請求項４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、外気の状態が所定の条件のときに、冷凍機の運転を停止しつつ、熱交換器を利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却するフリークーリング運転を行う熱源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却塔からの送り冷却水を弁機構を介して冷凍機と熱交換器とのいずれか一方に供給するとともに、冷凍機または熱交換器からの戻り冷却水を弁機構を介して冷却塔へ戻す冷却水循環系と、冷凍機と熱交換器とのいずれか一方からの送り冷水を弁機構を介して熱負荷機器に供給するとともに、弁機構を介して熱負荷機器からの戻り冷水を冷凍機または熱交換器に戻す冷水循環系とから構成され、熱負荷機器に対して冷凍機と熱交換器とが並列に配置された熱源システムがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この熱源システムは、夏期において、冷却塔からの冷却水を冷凍機に送り、冷凍機からの戻り冷却水を冷却塔に戻すように弁機構を切り替えるとともに、冷凍機からの冷水を熱負荷機器に送り、熱負荷機器からの戻り冷水を冷凍機に戻すように弁機構を切り替える通常運転を行う。また、冬期において、冷却塔からの冷却水を熱交換器に送り、熱交換器からの戻り冷却水を冷却塔に戻すように弁機構を切り替えるとともに、熱交換器からの冷水を熱負荷機器に送り、熱負荷機器からの戻り冷水を熱交換器に戻すように弁機構を切り替えるフリークーリング運転を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献に開示の熱源システムは、冬期に冷却塔を利用して冷却水を冷却し、その冷却水を熱交換器に送って熱負荷機器から流出した冷水を冷却するフリークーリング運転を行うから、冷凍機を稼動せずに熱負荷機器の冷却が可能となり、システムの省エネルギー化を図ることができる。この熱源システムは、熱負荷機器を冷却可能な程度に熱交換器を介してその熱負荷機器に供給する冷水を冷却する必要があり、熱交換器において冷水を十分に冷却するため、熱交換器に供給される冷却水を冷却塔を介して十分に冷却しなければならない。そのためにこのシステムでは、冷却塔において冷却水の温度を確実かつ十分に低下させることが可能な外気温度が低い場合のみにおいてフリークーリング運転が行われる。
【０００６】
一方、この熱源システムは、熱負荷機器に対して冷凍機と熱交換器とが並列に配置されているから、冷凍機と熱交換器との双方を同時に利用することができず、たとえば、システムに複数の冷凍機が設置されている場合であって、熱交換器を利用して冷水を予め予冷しつつ、予冷した冷水を利用してそれら冷凍機のうちの一部の冷凍機の負荷を軽減させる予冷運転を行うことができない。したがって、この熱源システムは、夏期と冬期とを除く中間期のように比較的温度が低い場合において予冷運転を行うことができず、中間期での省エネルギー化を図ることができない。
【０００７】
本発明の目的は、複数の冷凍機が設置されたときに、予冷した冷水を利用してそれら冷凍機のうちの一部の冷凍機の負荷を軽減させる予冷運転を行うことができ、夏期を除く期間において省エネルギー化を図ることができる熱源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の前提は、冷水を利用する熱負荷機器と、熱負荷機器から流出した冷水を個別に冷却する第１〜第ｎ冷凍機と、第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機に替わって熱負荷機器から流出した冷水を冷却する熱交換器と、所定の切替機構を介して第１〜第ｎ冷凍機と熱交換器との少なくとも一方に供給される冷却水を冷却する第１〜第ｍ冷却塔とを備え、外気の状態が所定の条件のときに、第１〜第ｎ冷凍機の運転を停止するとともに、熱交換器に供給される冷却水を冷却塔によって冷却しつつ、熱交換器を利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却するフリークーリング運転を行う熱源システムである。
【０００９】
前記前提における本発明の特徴は、第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機と熱交換器とが熱負荷機器に対して直列に配置されていることにある。
【００１０】
本発明の一例として、熱源システムでは、外気温度と比較温度（熱交換器に流入する直前の冷水の冷水温度から予め設定された設定温度を減じた温度）とを比較し、外気温度が比較温度を超過する場合、冷凍機に供給される冷却水を冷却塔によって冷却しつつ、熱交換器を利用せずに第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却する通常運転を行い、外気温度が比較温度以下の場合、第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機の運転を停止し、停止した冷凍機を除く残余の冷凍機のうちの少なくとも１つと熱交換器とに供給される冷却水を冷却塔によって冷却しつつ、熱交換器を利用して熱負荷機器から流出した冷水を予冷するとともに、停止した冷凍機を除く残余の冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却する予冷運転とフリークーリング運転とのうちのいずれか一方を行う。
【００１１】
本発明の他の一例としては、熱源システムが、通常運転と予冷運転とフリークーリング運転とのいずれかを実施する制御装置を含み、制御装置が、外気温度を測定する外気温度測定手段と、熱交換器に流入する直前の冷水の冷水温度を測定する冷水温度測定手段と、測定した外気温度と比較温度とを比較する温度比較手段とを有し、外気温度が比較温度を超過する場合、通常運転を実施し、外気温度が比較温度以下の場合、予冷運転とフリークーリング運転とのうちのいずれか一方を実施する。
【００１２】
本発明の他の一例として、熱源システムでは、外気温度と比較温度（熱交換器に流入する直前の冷水の第１冷水温度から予め設定された第１設定温度を減じた温度）とを比較し、外気温度が比較温度を超過する場合、冷凍機に供給される冷却水を冷却塔によって冷却しつつ、熱交換器を利用せずに第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却する通常運転を行い、外気温度が比較温度以下の場合、熱交換器から流出した直後の冷水の第２冷水温度と予め設定された第２設定温度とを比較し、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合、第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機の運転を停止し、停止した冷凍機を除く残余の冷凍機のうちの少なくとも１つと熱交換器とに供給される冷却水を冷却塔によって冷却しつつ、熱交換器を利用して熱負荷機器から流出した冷水を予冷するとともに、停止した冷凍機を除く残余の冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却する予冷運転を行い、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合、フリークーリング運転を行う。
【００１３】
本発明の他の一例としては、熱源システムが、通常運転と予冷運転とフリークーリング運転とのいずれかを実施する制御装置を含み、制御装置が、外気温度を測定する外気温度測定手段と、熱交換器に流入する直前の冷水の第１冷水温度を測定する第１冷水温度測定手段と、熱交換器から流出した直後の冷水の第２冷水温度を測定する第２冷水温度測定手段と、測定した外気温度と比較温度とを比較する温度第１比較手段と、測定した第２冷水温度と第２設定温度とを比較する温度第２比較手段とを有し、外気温度が比較温度を超過する場合に通常運転を実施し、外気温度が比較温度以下の場合に温度第２比較手段を実施しつつ、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合に予冷運転を実施し、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合にフリークーリング運転を実施する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る熱源システムによれば、第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも第１冷凍機と熱交換器とが熱負荷機器に対して直列に配置されているから、少なくとも第１冷凍機と熱交換器との双方を同時に利用することができ、たとえば、熱源システムに複数台の冷凍機が設置されている場合、熱交換器を利用して冷水を予め予冷しつつ、予冷した冷水を利用することでそれら冷凍機のうちの一部の冷凍機の負荷を軽減させる予冷運転を行うことができる。したがって、この熱源システムは、外気温度が十分に低下した期間においてフリークーリング運転を行うのみならず、外気温度が十分に低下していない期間（たとえば、夏期と冬期とを除く中間期）において予冷運転を行うことができ、夏期を除いた期間でのシステムの省エネルギー化を図ることができる。
【００１５】
外気温度と比較温度とを比較し、外気温度が比較温度を超過する場合、通常運転を行い、外気温度が比較温度以下の場合、予冷運転とフリークーリング運転とのうちのいずれか一方を行う熱源システムは、比較温度が熱交換器に流入する直前の冷水の冷水温度から予め設定された設定温度を減じた温度であり、外気温度が比較温度を超過する場合、熱交換器を利用して冷水を冷却することができないから、熱交換器を利用せずに第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却する通常運転を行う。一方、外気温度が比較温度以下の場合は、熱交換器を利用して冷水を十分に冷却することができるから、たとえば、外気温度が十分に低下していない期間において少なくとも１台の冷凍機と熱交換器との双方を同時に利用する予冷運転または第１〜第ｎ冷凍機を運転せず熱交換器を利用するフリークーリング運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を図ることができ、外気温度が十分に低下した期間において冷凍機を停止したフリークーリング運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を図ることができる。この熱源システムは、外気温度が十分に低下していない期間において予冷運転またはフリークーリング運転を行うことで、その期間に通常運転を行うことによるエネルギー消費（消費電力）を減少させることができ、予冷運転やフリークーリング運転を長期間実施することで、年間を通じてシステムの省エネルギー化を図ることができる。
【００１６】
通常運転と予冷運転とフリークーリング運転とのいずれかを実施する制御装置を含み、その制御装置が外気温度と比較温度とを比較し、外気温度が比較温度を超過する場合に通常運転を実施し、外気温度が比較温度以下の場合に予冷運転とフリークーリング運転とのうちのいずれか一方を実施する熱源システムは、外気温度が比較温度を超過する場合、制御装置が熱交換器を利用して冷水を十分に冷却することができないと判断し、熱交換器を利用せずに第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却する通常運転を実施する。一方、外気温度が比較温度以下の場合、制御装置が熱交換器を利用して冷水を十分に冷却することができると判断し、たとえば、外気温度が十分に低下していない期間において少なくとも１台の冷凍機と熱交換器との双方を同時に利用する予冷運転または第１〜第ｎ冷凍機を運転せず熱交換器を利用するフリークーリング運転を実施する。熱源システムは、外気温度が十分に低下していない期間において予冷運転またはフリークーリング運転を行うことで、その期間に通常運転を行うことによるエネルギー消費（消費電力）を減少させることができ、その期間における省エネルギー化を図ることができる。また、外気温度が十分に低下した期間において冷凍機を停止したフリークーリング運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を図ることができ、予冷運転やフリークーリング運転を長期間実施することで、年間を通じてシステムの省エネルギー化を図ることができる。この熱源システムは、制御装置が外気温度測定手段や冷水温度測定手段、温度比較手段を介して通常運転と予冷運転とフリークーリング運転とのいずれかを実施するから、システムの運転に人手を必要とせず、人手を要することによる人件費や時間の無駄を省くことができ、システムの省エネルギー化を確実に図ることができる。
【００１７】
外気温度と比較温度とを比較し、外気温度が比較温度を超過する場合、通常運転を行い、外気温度が比較温度以下の場合、第２冷水温度と第２設定温度とを比較し、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合、予冷運転を行い、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合、フリークーリング運転を行う熱源システムは、比較温度が熱交換器に流入する直前の冷水の冷水温度から予め設定された第１設定温度を減じた温度であり、外気温度が比較温度を超過する場合、熱交換器を利用して冷水を冷却することができないから、熱交換器を利用せずに第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却する通常運転を行う。一方、外気温度が比較温度以下の場合、第２冷水温度と第２設定温度とを比較し、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合、熱交換器を利用して冷水を冷却することができるから、たとえば、外気温度が十分に低下していない期間において少なくとも１台の冷凍機と熱交換器との双方を同時に利用する予冷運転を行う。さらに、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合、熱交換器を利用して冷水を十分に冷却することができるから、第１〜第ｎ冷凍機を運転せず熱交換器を利用するフリークーリング運転を行う。この熱源システムは、外気温度が十分に低下していない期間において予冷運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を図ることができるとともに、外気温度が十分に低下した期間において冷凍機を停止したフリークーリング運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を図ることができ、予冷運転やフリークーリング運転を長期間実施することで、年間を通じてシステムの省エネルギー化を図ることができる。
【００１８】
通常運転と予冷運転とフリークーリング運転とのいずれかを実施する制御装置を含み、制御装置が外気温度と比較温度とを比較し、外気温度が比較温度を超過する場合に通常運転を実施し、外気温度が比較温度以下の場合に第２冷水温度と第２設定温度とを比較し、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合に予冷運転を実施し、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合にフリークーリング運転を実施する熱源システムは、外気温度が比較温度を超過する場合、制御装置が熱交換器を利用して冷水を十分に冷却することができないと判断し、熱交換器を利用せずに第１〜第ｎ冷凍機のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器から流出した冷水を冷却する通常運転を実施する。一方、外気温度が比較温度以下の場合、第２冷水温度と第２設定温度とを比較し、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合、熱交換器を利用して冷水を冷却することができると判断し、たとえば、外気温度が十分に低下していない期間において少なくとも１台の冷凍機と熱交換器との双方を同時に利用する予冷運転を行う。さらに、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合、熱交換器を利用して冷水を十分に冷却することができると判断し、第１〜第ｎ冷凍機を運転せず熱交換器を利用するフリークーリング運転を行う。熱源システムは、外気温度が十分に低下していない期間において予冷運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を図ることができるとともに、外気温度が十分に低下した期間においてフリークーリング運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を図ることができ、予冷運転やフリークーリング運転を長期間実施することで、年間を通じてシステムの省エネルギー化を図ることができる。この熱源システムは、制御装置が湿球温度測定手段や冷水温度測定手段、温度比較手段を介して通常運転と予冷運転とフリークーリング運転とのいずれかを実施するから、システムの運転に人手を必要とせず、人手を要することによる人件費や時間の無駄を省くことができ、システムの省エネルギー化を確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】熱源システムの一例を示す構成図。
【図２】熱源システムが行う各手段の一例を示すフローチャート。
【図３】通常運転の説明図。
【図４】予冷運転の説明図。
【図５】フリークーリング運転の説明図。
【図６】熱源システムが行う各手段の他の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
熱源システム１０の一例を示す構成図である図１等の添付の図面を参照し、本発明に係る熱源システム１０の詳細を説明すると、以下のとおりである。この熱源システム１０は、熱負荷機器１１および第１〜第３冷凍機１２〜１４（第１〜第ｎ冷凍機）と、熱交換器１５および第１〜第３冷却塔１６〜１８（第１〜第ｍ冷却塔）と、第１〜第３温度センサ１９〜２１とを備え、冷水循環系と冷却水循環系とに区分されている。システム１０は、その稼働中に後記する通常運転や予冷運転、フリークーリング運転の各運転モードで運転される。システム１０では、コンピュータ４０が各種運転モードを自動的に実施するシステム自動運転と操作者が各種運転モードを手動で切り換えるシステム手動運転とのいずれか一方で運転される。
【００２１】
熱負荷機器１１では、それに供給された冷水を利用し、たとえば室内空気と熱交換を行い、その稼働直後は室内温度を予め設定された目標温度に冷やし、その稼働中は室内温度を目標温度に保持する。第１〜第３冷凍機１２〜１４は、その詳細な図示は省略するが、蒸発器と凝縮器とを備えた水冷式であり、熱負荷機器１１から流出した冷水を所定の温度に個別に冷却する。冷凍機１２〜１４には、圧縮式冷凍機や吸収式冷凍機を使用することができる。なお、図１では３台の冷凍機１２〜１４を図示しているが、冷凍機の台数を３台に限定するものではなく、２台または３台を超過する冷凍機を利用してシステム１０を運転することができる。
【００２２】
熱交換器１５は、その詳細な図示は省略するが、微細な空隙の長距離流路を有する高温側フィンおよび低温側フィンを備え、高温側フィンと低温側フィンとを１枚おきに交互に重ね合わせた構造であり、冷水が流れる高温側フィンと冷却水が流れる低温側フィンとの間で熱交換を行い、熱負荷機器１１から流出した冷水を冷凍機１２〜１４に替わって所定の温度に冷却する。第１〜第３冷却塔１６〜１８は、送風機を介して取り込んだ外気と冷却水とを接触させて冷却水を冷却する。第３温度センサ２１は、屋外に設置され、外気の湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度）を計測し、計測した湿球温度（または乾球温度）をコンピュータ４０に出力する。
【００２３】
冷水循環系は、熱負荷機器１１および第１〜第３冷凍機１２〜１４と、冷水供給管路２２および冷水還り管路２３と、往ヘッダ２４および還ヘッダ２５と、冷水供給ポンプ２６Ａ〜２６Ｃ，２７Ａ〜２７Ｃおよびバルブ２９，３０（切替機構）とから形成されている。熱負荷機器１１と第１〜第３冷凍機１２〜１３とは、冷水供給管路２２によって連結されている。往ヘッダ２４は、熱負荷機器１１と第１〜第３冷凍機１２〜１３との間に延びる冷水供給管路２２に設置されている。還ヘッダ２５は、熱負荷機器１１と第１〜第３冷凍機１２〜１３との間に延びる冷水還り管路２３に設置されている。
【００２４】
冷水供給ポンプ２６Ａ〜２６Ｃは、還ヘッダ２５と第１〜第３冷凍機１２〜１３との間に延びる冷水還り管路２３に設置されている。冷水供給ポンプ２７Ａ〜２７Ｃは、それら往ヘッダ２４の間に延びる冷水供給管路２２に設置されている。バルブ２９は、熱負荷機器１１と還ヘッダ２５との間に延びる冷水還り管路２３に設置されている。往ヘッダ２４と還ヘッダ２５との間には、バイパス管路３１が延びている。第１温度センサ１９は、熱交換器１５の直前に延びる（熱負荷機器１１の後であって熱交換器１５の前に延びる）冷水還り管路２３に設置され、熱交換器１５に流入する直前（熱負荷機器１１から流出した後であって熱交換器１５に流入する直前）の冷水の温度（Ｔ１）を計測し、計測した冷水温度をコンピュータ４０に出力する。
【００２５】
冷却水循環系は、第１〜第３冷凍機１２〜１４および第１〜第３冷却塔１６〜１７と、冷却水供給ポンプ２８Ａ〜２８Ｃおよびバルブ３２，３３とから形成されている。第１冷凍機１２と第１冷却塔１６とは、冷却水供給管路３４Ａと冷却水回収管路３５Ａとによって連結されている。冷却水供給ポンプ２８Ａは、第１冷凍機１２と第１冷却塔１６との間に延びる冷却水回収管路３４Ａに設置されている。バルブ３２は、第１冷凍機１２と冷却水供給ポンプ２８Ａとの間に延びる冷却水回収管路３４Ａに設置されている。
【００２６】
第２冷凍機１３と第２冷却塔１７とは、冷却水供給管路３４Ｂと冷却水回収管路３５Ｂとによって連結されている。冷却水供給ポンプ２８Ｂは、第２冷凍機１３と第２冷却塔１７との間に延びる冷却水回収管路３４Ｂに設置されている。第３冷凍機１４と第３冷却塔１８とは、冷却水供給管路３４Ｃと冷却水回収管路３５Ｃとによって連結されている。冷却水供給ポンプ２８Ｃは、第３冷凍機１４と第３冷却塔１８との間に延びる冷却水回収管路３４Ｃに設置されている。
【００２７】
熱交換器１５は、冷水循環系と冷却水循環系とに連結されている。冷水循環系において熱交換器１５は、熱負荷機器１１と還ヘッダ２５との間に配置され、冷水還り管路２３から分岐する第１管路３６と冷水還り管路２３に繋がる第２管路３７とを介して冷水循環系に連結されている。第１管路３６には、バルブ３０が設置されている。第２温度センサ２０は、熱交換器１５の直後に延びる第２管路３７に設置され、熱交換器１５から流出した直後の冷水の温度を計測する。
【００２８】
冷却水循環系において熱交換器１５は、第３管路３８と第４管路３９とを介して冷却水循環系に連結されている。第３管路３８は、第１冷凍機１２と第１冷却塔１６との間に延びる冷却水供給管路３４Ａから分岐している。第４管路３９は、第１冷凍機１２と第１冷却塔１６との間に延びる冷却水回収管路３５Ａに繋がっている。第３管路３８には、バルブ３３が設置されている。このシステム１０では、第１冷凍機１２と熱交換器１５とが熱負荷機器１１に対して直列に配置されている。ゆえに、第１冷凍機１２と熱交換器１５とのいずれか一方を利用することもでき、第１冷凍機１２と熱交換器１５とを併用することもできる。システム１０では、第１冷凍機１２のみならず、第２および第３冷凍機１３，１４に熱交換器がつながり、第２および第３冷凍機１３，１４と各熱交換器とが熱負荷機器１１に対して直列に配置されていてもよい。
【００２９】
コンピュータ４０は、中央処理部とメモリとを備え、大容量ハードディスクを搭載している。コンピュータ４０には、キーボード４１やマウス４２等の入力装置、ディスプレイ４３やプリンタ（図示せず）等の出力装置がインターフェイスを介して接続されている。なお、コンピュータ４０がこのシステム１０を自動運転する場合は、熱負荷機器１１や冷凍機１２〜１４、熱交換器１５、冷却塔１６〜１８、温度センサ１９〜２１、ポンプ２６Ａ〜２６Ｃ，２７Ａ〜２７Ｃ，２８Ａ〜２８Ｃ、バルブ２９，３０，３２，３３がインターフェイス（図示せず）を介してコンピュータ４０に接続される。
【００３０】
コンピュータ４０の中央処理部は、オペレーティングシステムによる制御に基づいてメモリに格納されたアプリケーションプログラムを起動し、そのアプリケーションプログラムに従って以下の各手段を実行する。中央処理部は、第３温度センサ２１を利用して外気の湿球温度（Ｔ３）を測定する湿球温度測定手段（外気温度測定手段）を実行し（システム自動運転時）、熱交換器１５に流入する直前（熱負荷機器１１から流出した後であって熱交換器１５に流入する直前）の冷水の冷水温度（Ｔ１）（第１冷水温度）を第１温度センサ１９を利用して測定する冷水温度測定手段を実行する（システム自動運転時）。後記する図６に示すシステム１０の運転において中央処理部は、湿球温度測定手段および冷水温度測定手段（第１冷水温度測定手段）に加え、熱交換器１５から流出した直後の冷水の冷水温度（Ｔ２）（第２冷水温度）を第２温度センサ２０を利用して測定する第２冷水温度測定手段を実行する。なお、中央処理部は、外気の湿球温度（Ｔ３）に代え、第３温度センサ２１を利用して外気の乾球温度を測定する乾球温度測定手段（外気温度測定手段）を実行する場合もある。
【００３１】
後記する図２に示すシステム１０の運転においてコンピュータ４０の中央処理部は、第３温度センサ２１から出力された湿球温度（または乾球温度から所定の値を減じた乾球補正温度）と比較温度とを比較する温度比較手段を実行する（システム自動運転時）。比較温度は、熱交換器１５に流入する直前の冷水温度（Ｔ１）（第１温度センサ１９から出力された冷水温度）から予め設定された設定温度（ＴＳ１）を減じた温度（Ｔ１−ＴＳ１）である。なお、システム手動運転において操作者は、第３温度センサ２１から外気の湿球温度（Ｔ３）（または外気の乾球温度（Ｔ３））を読み取り、第１温度センサ１９から冷水温度（Ｔ１）を読み取るとともに、冷水温度（Ｔ１）から予め設定された設定温度（ＴＳ１）を減じて比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）を算出する。さらに、操作者は、湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度から所定の値を減じた乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較する。
【００３２】
図２に示すシステム１０の運転においてコンピュータ４０の中央処理部は、湿球温度（Ｔ３）（または乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過する場合、通常運転を実施する通常運転実施手段を実行し（システム自動運転時）、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下の場合、予冷運転とフリークーリング運転とのうちのいずれか一方を実施する予冷運転実施手段またはフリークーリング運転実施手段を実行する（システム自動運転時）。なお、システム手動運転において操作者は、湿球温度（Ｔ３）（または乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過する場合、通常運転を行う。また、システム手動運転において操作者は、湿球温度（Ｔ３）（または乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下の場合、予冷運転とフリークーリング運転とのうちのいずれか一方を行う。
【００３３】
図６に示すシステム１０の運転においてコンピュータ４０の中央処理部は、第３温度センサ２１から出力された湿球温度（または乾球温度から所定の値を減じた乾球補正温度）と比較温度とを比較する温度第１比較手段を実行する（システム自動運転時）。中央処理部は、湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過する場合、通常運転を実施する通常運転実施手段を実行する（システム自動運転時）。なお、システム手動運転において操作者は、第３温度センサ２１から外気の湿球温度（Ｔ３）を読み取り、第１温度センサ１９から冷水温度（Ｔ１）を読み取るとともに、冷水温度（Ｔ１）から予め設定された設定温度（ＴＳ１）を減じて比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）を算出する。さらに、操作者は、湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度から所定の値を減じた乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較する。システム手動運転において操作者は、湿球温度（Ｔ３）（または乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過する場合、通常運転を行う。
【００３４】
図６に示すシステム１０の運転においてコンピュータ４０の中央処理部は、湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下の場合、第２温度センサ２０から出力された冷水温度（Ｔ２）（第２冷水温度）と第２設定温度とを比較する温度第２比較手段を実行する（システム自動運転時）。なお、システム手動運転において操作者は、湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下の場合、第２温度センサ２０から第２冷水温度（Ｔ２）を読み取り、読み取った第２冷水温度（Ｔ２）と第２設定温度とを比較する。
【００３５】
図６に示すシステム１０の運転においてコンピュータ４０の中央処理部は、第２冷水温度と第２設定温度とを比較した結果、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合、予冷運転を実施する予冷運転実施手段を実行する（システム自動運転時）。中央処理部は、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合、フリークーリング運転を実施するフリークーリング運転実施手段を実行する（システム自動運転時）。なお、システム手動運転において操作者は、第２冷水温度と第２設定温度とを比較した結果、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合、予冷運転を行い、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合、フリークーリング運転を行う。
【００３６】
図２は、熱源システム１０が行う各手段の一例を示すフローチャートであり、図３は、通常運転の説明図である。図４は、予冷運転の説明図であり、図５は、フリークーリング運転の説明図である。図３〜図５では、各運転モードにおいて冷水や冷却水が流れる管路を実線で示し、冷水や冷却水が流れない管路を点線で示す。図３〜図５では、コンピュータ４０の図示を省略している。コンピュータ４０のハードディスクには、設定温度（ＴＳ１）が格納されている。設定温度は、０℃以上、好ましくは０〜５℃、より好ましくは２〜３℃である。設定温度は、入力装置を介して任意に設定可能かつ変更可能である。
【００３７】
図２に基づき、コンピュータ４０によるシステム自動運転を原則としてこのシステム１０の運転の一例を説明すると、以下のとおりである。システム１０をＯＮにすると、コンピュータ４０や熱負荷機器１１、冷凍機１２〜１４、熱交換器１５、冷却塔１６〜１８、温度センサ１９〜２１、ポンプ２６Ａ〜２６Ｃ，２７Ａ〜２７Ｃ，２８Ａ〜２８Ｃ、バルブ２９，３０，３２，３３が起動する。なお、図２に示すシステム１０の運転では、第１および第３温度センサ１９，２１が稼動し、第２温度センサ２０は稼動しない。ゆえに、熱交換器１５から流出した直後の冷水の冷水温度（Ｔ２）（第２冷水温度）は測定しない。
【００３８】
システム１０の起動時においてコンピュータ４０は、システム１０を通常運転モードで運転する（Ｓ−１）。通常運転における冷却水循環系では、コンピュータ４０がバルブ３２を開状態に保持し、バルブ３３を閉状態に保持する。コンピュータ４０は、ポンプ２６Ａ〜２６Ｃ，２７Ａ〜２７Ｃ，２８Ａ〜２８Ｃや冷凍機１２〜１４、冷却塔１６〜１８を稼動させ、熱交換器１５の運転を停止する。冷却水は、図３に矢印で示すように、ポンプ２８Ａ〜２８Ｃの出力によって冷却塔１６〜１８から冷却水供給路３４Ａ〜３４Ｃを通って冷凍機１２〜１４に供給され、冷凍機１２〜１４から冷却水回収路３５Ａ〜３５Ｃを通って冷却塔１６〜１８に戻る。
【００３９】
冷却水は、冷却塔１６〜１８において冷却された後、再び冷却水供給路３４Ａ〜３４Ｃを通って冷凍機１２〜１４に供給され、冷凍機１２〜１４において温度が上昇し、再び冷却水回収路３５Ａ〜３５Ｃを通って冷却塔１６〜１８に戻る。通常運転において冷却水循環系では、冷却水が冷却塔１６〜１８と冷凍機１２〜１４とを循環する。
【００４０】
通常運転における冷水循環系では、コンピュータ４０がバルブ２９を開状態に保持し、バルブ３０を閉状態に保持する。冷水は、ポンプ２６Ａ〜２６Ｃ，２７Ａ〜２７Ｃの出力によって冷凍機１２〜１４から冷水供給路２２を通って往ヘッダ２４に流入し、往ヘッダ２４において合流した後、冷水供給路２２を通って熱負荷機器１１に供給される。熱負荷機器１１において温度が上昇した冷水は、熱負荷機器１１から流出した後、冷水還り路２３を通って還ヘッダ２５に流入し、還ヘッダ２５おいて分流した後、冷水還り路２３を通って各冷凍機１２〜１４に戻る。
【００４１】
冷水は、冷凍機１２〜１４において冷却された後、再び冷水供給路２２を通って熱負荷機器１１に供給され、熱負荷機器１１おいて温度が上昇し、再び冷水還り路２３を通って冷凍機１２〜１４に戻る。通常運転において冷水循環系では、冷却水が冷凍機１２〜１４と熱負荷機器１１とを循環する。
【００４２】
なお、図３に示す通常運転では第１〜第３冷凍機１２〜１４と第１〜第３冷却塔１６〜１８が稼動しているが、熱負荷機器１１の要求負荷量によってすべての冷凍機１２〜１４や冷却塔１６〜１８を稼動させる必要はなく、第１〜第３冷凍機１２〜１４や第１〜第３冷却塔１６〜１８のうち、少なくとも第１冷凍機１２や第１冷却塔１６を稼動させて通常運転を行うことができる。また、第１〜第３冷凍機１２〜１４が稼働中に、熱負荷機器１１の要求負荷量が減少した場合、機器１１から流出した冷水の一部を還りヘッダ２５からバイパス管路３１に分流させ、冷凍機１２〜１４を停止することなく機器１１の要求負荷量に対応する場合がある。
【００４３】
コンピュータ４０は、通常運転を実施しつつ、第３温度センサ２１を介して外気の湿球温度（または乾球温度）を測定し（Ｓ−２）（湿球温度測定手段または乾球温度測定手段）（外気温度測定手段）、第１温度センサ１９を介して熱交換器１５に流入する直前（熱負荷機器１１から流出した後であって熱交換器１５に流入する直前）の冷水の温度（第１冷水温度）を測定する（Ｓ−３）（冷水温度測定手段）。なお、システム１０の稼働中、第３温度センサ２１が湿球温度（または乾球温度）を連続して計測し、計測した湿球温度（または乾球温度）をコンピュータ４０に出力し、第１温度センサ１９が冷水温度を連続して計測し、計測した冷水温度をコンピュータ４０に出力する。
【００４４】
コンピュータ４０は、第３温度センサ２１から出力された湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度から所定の値を減じた乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較する（Ｓ−４）（温度比較手段）。コンピュータ４０は、湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過（Ｔ３＞Ｔ１−ＴＳ１）すると判断すると、通常運転を継続して実施する（Ｓ−５）（通常運転実施手段）。コンピュータ４０は、システム１０の運転を停止するかを判断し（Ｓ−７）、システム１０の運転を継続する場合、ステップ２（Ｓ−２）に戻ってステップ２からの手続を繰り返す。ステップ７（Ｓ−７）においてシステム１０の運転を停止する場合、コンピュータ４０は、システム１０をＯＦＦにする。
【００４５】
コンピュータ４０は、ステップ４（Ｓ−４）において湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下（Ｔ３≦Ｔ１−ＴＳ１）であると判断すると、通常運転を中止し、予冷運転を実施し（Ｓ−６）（予冷運転実施手段）、または、フリークーリング運転を実施する（Ｓ−６）（フリークーリング運転実施手段）。
【００４６】
予冷運転における冷却水循環系では、コンピュータ４０がバルブ３３を開状態に保持し、バルブ３２を閉状態に保持する。コンピュータ４０は、ポンプ２８Ａ〜２８Ｃや冷凍機１３，１４、冷却塔１６〜１８、熱交換器１５を稼動させ、第１冷凍機１２の運転を停止する。冷却水は、図４に矢印で示すように、ポンプ２８Ａの出力によって冷却塔１６から第３管路３８を通って熱交換器１５に供給され、熱交換器１５から第４管路３９を通って冷却塔１６に戻る。冷却水は、冷却塔１６において冷却された後、再び第３管路３８を通って熱交換器１５に供給され、熱交換器１５において温度が上昇し、再び第４管路３９を通って冷却塔１６に戻る。予冷運転において冷却水循環系では、冷却水が冷却塔１６と熱交換器１５とを循環する。
【００４７】
また、冷却水循環系において冷却水は、ポンプ２８Ｂ，２８Ｃの出力によって冷却塔１７，１８から冷却水供給路３４Ｂ，３４Ｃを通って冷凍機１３，１４に供給され、冷凍機１３，１４から冷却水回収路３５Ｂ，３５Ｃを通って冷却塔１７，１８に戻る。冷却水は、冷却塔１７，１８において冷却された後、再び冷却水供給路３４Ｂ，３４Ｃを通って冷凍機１３，１４に供給され、冷凍機１３，１４において温度が上昇し、再び冷却水回収路３５Ｂ，３５Ｃを通って冷却塔１７，１８に戻る。予冷運転において冷却水循環系では、冷却水が冷却塔１７，１８と冷凍機１３，１４とを循環する。
【００４８】
予冷運転における冷水循環系では、コンピュータ４０がバルブ３０を開状態に保持し、バルブ２９を閉状態に保持する。コンピュータ４０は、ポンプ２６Ｂ，２６Ｃ，２７Ｂ，２７Ｃを稼動させ、ポンプ２６Ａ，２７Ａの運転を停止する。冷水は、ポンプ２７Ｂ，２７Ｃの出力によって冷凍機１３，１４から冷水供給路２２を通って往ヘッダ２４に流入し、往ヘッダ２４において合流した後、冷水供給路２２を通って熱負荷機器１１に供給される。熱負荷機器１１において温度が上昇した冷水は、熱負荷機器１１から流出した後、冷水還り路２３から第１管路３６を通って熱交換器１５に流入し、熱交換器１５において冷却される。熱交換器１５から流出した冷水は、第２管路３７から冷水還り路２３を通って回収ヘッダ２５に流入し、還ヘッダ２５おいて分流した後、冷水還り路２３を通って第２および第３冷凍機１３，１４に戻る。
【００４９】
冷水は、冷凍機１３，１４において冷却された後、再び冷水供給路２２を通って熱負荷機器１１に供給され、熱負荷機器１１おいて温度が上昇し、再び第１管路３６を通って熱交換器１５に流入した後、冷水還り路２３を通って冷凍機１３，１４に戻る。予冷運転において冷水循環系では、冷却水が冷凍機１３，１４と熱負荷機器１１と熱交換器１５とを循環する。なお、図４に示す予冷運転では第２および第３冷凍機１３，１４と第２および第３冷却塔１７，１８が稼動しているが、熱負荷機器１１の要求負荷量によって第２および第３冷凍機１３，１４と第２および第３冷却塔１７，１８を稼動させる必要はなく、第２および第３冷凍機１３，１４と第２および第３冷却塔１７，１８のうち、少なくとも第２冷凍機１３や第２冷却塔１７を稼動させて予冷運転を行うことができる。
【００５０】
予冷運転では、冷水循環系を循環する冷水が熱交換器１５において冷却された後、冷水が冷凍機１３，１４に戻ることで、熱交換器１５を通らない状態の冷水に比較して冷水の温度が低く、冷凍機１３，１４において出力を抑えた状態で冷水を冷却することができ、冷凍機１３，１４や冷却塔１７，１８における負荷を軽減することができる。
【００５１】
フリークーリング運転における冷却水循環系では、コンピュータ４０がバルブ３３を開状態に保持し、バルブ３２を閉状態に保持する。コンピュータ４０は、熱交換器１５や冷却塔１６、ポンプ２８Ａを稼動させ、第１〜第３冷凍機１２〜１４や第２および第３冷却塔１７，１８、ポンプ２８Ｂ，２８Ｃの運転を停止する。
【００５２】
冷却水は、図５に矢印で示すように、ポンプ２８Ａの出力によって冷却塔１６から第３管路３８を通って熱交換器１５に供給され、熱交換器１５から第４管路３９を通って冷却塔１６に戻る。冷却水は、冷却塔１６において冷却された後、再び第３管路３８を通って熱交換器１５に供給され、熱交換器１５において温度が上昇し、再び第４管路３９を通って冷却塔１６に戻る。フリークーリング運転において冷却水循環系では、冷却水が冷却塔１６と熱交換器１５とを循環する。
【００５３】
フリークーリング運転における冷水循環系では、コンピュータ４０がバルブ３０を開状態に保持し、バルブ２９を閉状態に保持する。コンピュータ４０は、ポンプ２６Ａ，２７Ａを稼動させ、ポンプ２６Ｂ，２６Ｃ，２７Ｂ，２７Ｃの運転を停止する。冷水は、ポンプ２６Ａ，２７Ａの出力によって第１冷凍機１２（停止中）から冷水供給路２２を通って供給ヘッダ２４に流入し、供給ヘッダ２４から冷水供給路２２を通って熱負荷機器１１に供給される。
【００５４】
熱負荷機器１１において温度が上昇した冷水は、熱負荷機器１１から流出した後、冷水回収路２３から第１管路３６を通って熱交換器１５に流入し、熱交換器１５において冷却される。熱交換器１５から流出した冷水は、第２管路３７から冷水還り路２３を通って還ヘッダ２５に流入し、還ヘッダ２５から冷水還り路２３を通って冷凍機１２に戻る。冷水は、再び冷水供給路２２を通って熱負荷機器１１に供給され、熱負荷機器１１おいて温度が上昇し、再び第１管路３６を通って熱交換器１５に流入した後、冷水還り路２３を通って冷凍機１２に戻る。フリークーリング運転において冷水循環系では、冷却水が熱負荷機器１１と熱交換器１５とを循環する。
【００５５】
フリークーリング運転では、冷水循環系を循環する冷水が熱交換器１５において冷却され、冷水が熱負荷機器１１に供給される。フリークーリング運転では、それら冷凍機１２〜１４の運転を行わずに外気のみによって冷水を冷却するから、それら冷凍機１２〜１４における出力（消費電力）を０にすることができるとともに、冷却塔１７，１８の出力（消費電力）を０にすることができる。
【００５６】
コンピュータ４０は、ステップ７（Ｓ−７）においてシステム１０の運転を停止するかを判断し、システム１０の運転を継続する場合、ステップ２（Ｓ−２）に戻ってステップ２からの手続を繰り返す。ステップ７（Ｓ−７）においてシステム１０の運転を停止する場合、コンピュータ４０は、システム１０をＯＦＦにする。コンピュータ４０は、ステップ４（Ｓ−４）において湿球温度が比較温度以下であると判断すると、予冷運転を継続して実施し（Ｓ−６）（予冷運転実施手段）、または、フリークーリング運転を継続して実施する（Ｓ−６）（フリークーリング運転実施手段）。
【００５７】
ステップ６（Ｓ−６）においてコンピュータ４０が予冷運転またはフリークーリング運転のいずれかを選択する場合の一例としては、外気温度（Ｔ３）が予冷運転またはフリークーリング運転のいずれに適する温度であるかを判断する。この場合、コンピュータ４０は、第３温度センサ２１から出力された外気温度を予めハードディスクに格納された設定温度と比較し、外気温度（Ｔ３）が設定温度を超過する場合に予冷運転を実施し、外気温度（Ｔ３）が設定温度以下の場合にフリークーリング運転を実施する。なお、入力装置を介して設定温度を任意に設定可能かつ変更可能である。
【００５８】
ステップ６（Ｓ−６）においてコンピュータ４０が予冷運転またはフリークーリング運転のいずれかを選択する場合の他の一例としては、コンピュータ４０がシステム１０の現在の稼働日が中間期であるかを判断し、中間期である場合、予冷運転を実施し、中間期でない場合、フリークーリング運転を実施する。中間期とは、たとえば、夏期と冬期とを除いた期間であり、コンピュータ４０のハードディスクにあらかじめ格納されている。なお、入力装置を介して中間期の期間を任意に設定可能かつ変更可能である。
【００５９】
システム手動運転において操作者は、第３温度センサ２１から外気の湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度）を読み取り、第１温度センサ１９から冷水温度（Ｔ１）を読み取るとともに、冷水温度（Ｔ１）から予め設定された設定温度（ＴＳ１）を減じて比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）を算出する。さらに、操作者は、湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度から所定の値を減じた乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較する。操作者は、湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過している場合、システム１０の通常運転を行う。通常運転において操作者は、冷却水循環系におけるバルブ３２を開状態にし、バルブ３３を閉状態にするとともに、冷水循環系におけるバルブ２９を開状態にし、バルブ３０を閉状態にする。操作者は、湿球温度が比較温度を超過している限り、通常運転を継続して行う。
【００６０】
また、システム手動運転において操作者は、湿球温度（Ｔ３）（または乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下の場合、予冷運転とフリークーリング運転とのうちのいずれかを行う。予冷運転とフリークーリング運転とのうちのいずれかの選択は、操作者がシステムの稼働日や外気温度等の各種条件に基づいて決定する。予冷運転において操作者は、冷却水循環系におけるバルブ３３を開状態にし、バルブ３２を閉状態にするとともに、冷水循環系におけるバルブ３０を開状態にし、バルブ２９を閉状態にする。フリークーリング運転において操作者は、冷却水循環系におけるバルブ３３を開状態にし、バルブ３２を閉状態にするとともに、冷水循環系におけるバルブ３０を開状態にし、バルブ２９を閉状態にする。操作者は、湿球温度が比較温度以下である限り、予冷運転またはフリークーリング運転を継続して行う。
【００６１】
熱源システム１０は、第１冷凍機１２と熱交換器１５とが熱負荷機器１１に対して直列に配置されているから、第１冷凍機１２と熱交換器１５との双方を同時に利用することができ、熱交換器１５を利用して冷水を予め予冷しつつ、予冷した冷水を利用することで第２および第３冷凍機１３，１４の負荷を軽減させる予冷運転を行うことができる。したがって、熱源システム１０は、外気温度が十分に低下していない期間（たとえば、夏期と冬期とを除く中間期）において予冷運転またはフリークーリング運転を行うことで、その期間に通常運転を行うことによるエネルギー消費（消費電力）を減少させることができ、その期間での省エネルギー化を図ることができる。熱源システム１０は、外気温度が十分に低下した期間（たとえば、冬期）においてフリークーリング運転を行うことで、その期間における第１〜第３冷凍機１２〜１４の出力（消費電力）を０にすることができ、その期間での省エネルギー化を図ることができる。この熱源システム１０は、予冷運転やフリークーリング運転を長期間実施することで、年間を通じてシステム１０の省エネルギー化を図ることができる。
【００６２】
熱源システム１０は、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過する場合、熱交換器１５を利用して冷水を十分に冷却することができないから、熱交換器１５を利用せずに第１〜第３冷凍機１２〜１４のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器１１から流出した冷水を冷却する通常運転を行う。一方、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下の場合は、熱交換器１５を利用して冷水を十分に冷却することができるから、たとえば、外気温度が十分に低下していない期間において第２冷凍機１３および第３冷凍機１４の少なくとも一方と熱交換器１５とを同時に利用する予冷運転または第１〜第３冷凍機１２〜１４を運転せず熱交換器１５を利用するフリークーリング運転を行うことで、その期間におけるシステム１０の省エネルギー化を確実に図ることができる。
【００６３】
図６は、熱源システム１０が行う各手段の他の一例を示すフローチャートである。なお、通常運転や予冷運転、フリークーリング運転は、図３〜図５を援用する。コンピュータ４０のハードディスクには、第１設定温度（ＴＳ１）や第２設定温度（ＴＳ２）が格納されている。第１設定温度は、０℃以上、好ましくは０〜５℃、より好ましくは２〜３℃である。第２設定温度は、５℃以上である。第２設定温度（ＴＳ２）は、冷凍機１２〜１４の送水設定温度（たとえば、７℃）が好ましい。第２設定温度は、入力装置を介して任意に設定可能かつ変更可能である。
【００６４】
図６に基づき、コンピュータ４０によるシステム自動運転を原則としてこのシステム１０の運転の他の一例を説明すると、以下のとおりである。システム１０をＯＮにすると、コンピュータ４０や熱負荷機器１１、冷凍機１２〜１４、熱交換器１５、冷却塔１６〜１８、温度センサ１９〜２１、ポンプ２６Ａ〜２６Ｃ，２７Ａ〜２７Ｃ，２８Ａ〜２８Ｃ、バルブ２９，３０，３２，３３が起動する。なお、図６に示すシステム１０の運転では、図２のそれと異なり、第１および第３温度センサ１９，２１とともに第２温度センサ２０が稼動する。
【００６５】
システム１０の起動時においてコンピュータ４０は、システム１０を通常運転モードで運転する（Ｓ−１０）。コンピュータ４０は、バルブ２９，３２を開状態に保持し、バルブ３０，３３を閉状態に保持する。通常運転において冷却水循環系では、冷却水が冷却塔１６〜１８と冷凍機１２〜１４とを循環する。通常運転において冷水循環系では、冷却水が冷凍機１２〜１４と熱負荷機器１１とを循環する。通常運転は図３において説明したそれと同一であるから、図３を援用することで、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
コンピュータ４０は、通常運転を実施しつつ、第３温度センサ２１を介して外気の湿球温度（または乾球温度）を測定し（Ｓ−１１）（湿球温度測定手段または乾球温度測定手段）（外気温度測定手段）、第１温度センサ１９を介して熱交換器１５に流入する直前（熱負荷機器１１から流出した後であって熱交換器１５に流入する直前）の冷水の温度（第１冷水温度）を測定するとともに（Ｓ−１２）（第１冷水温度測定手段）、第２温度センサ２０を介して熱交換器１５から流出した直後の冷水の温度（第２冷水温度）を測定する（Ｓ−１３）（第２冷水温度測定手段）。
【００６７】
システム１０の稼働中、第３温度センサ２１が湿球温度（または乾球温度）を連続して計測し、計測した湿球温度（または乾球温度）をコンピュータ４０に出力し、第１温度センサ１９が第１冷水温度を連続して計測し、計測した第１冷水温度をコンピュータ４０に出力するとともに、第２温度センサ２０が第２冷水温度を連続して計測し、計測した第２冷水温度をコンピュータ４０に出力する。なお、通常運転では、冷水が第２管路３７を流れておらず、第２温度センサ２０が稼動しているにもかかわらず、コンピュータ４０は第２温度センサ２０から出力された冷水温度（第２冷水温度）を無視する。
【００６８】
コンピュータ４０は、第３温度センサ２１から出力された湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度から所定の値を減じた乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較する（Ｓ−１４）（温度第１比較手段）。コンピュータ４０は、湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過（Ｔ３＞Ｔ１−ＴＳ１）すると判断すると、通常運転を継続して実施する（Ｓ−１５）（通常運転実施手段）。コンピュータ４０は、システム１０の運転を停止するかを判断し（Ｓ−１６）、システム１０の運転を継続する場合、ステップ１１（Ｓ−１１）に戻ってステップ１１からの手続を繰り返す。ステップ１６（Ｓ−１６）においてシステム１０の運転を停止する場合、コンピュータ４０は、システム１０をＯＦＦにする。
【００６９】
コンピュータ４０は、ステップ１４（Ｓ−１４）において湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下（Ｔ３≦Ｔ１−ＴＳ１）であると判断すると、通常運転を中止して予冷運転を実施する（Ｓ−１７）（予冷運転実施手段）。コンピュータ４０は、バルブ３０，３３を開状態に保持し、バルブ２９，３２を閉状態に保持する。予冷運転において冷却水循環系では、冷却水が冷却塔１６と熱交換器１５とを循環するとともに、冷却水が冷却塔１７，１８と冷凍機１３，１４とを循環する。予冷運転において冷水循環系では、冷水が冷凍機１３，１４と熱負荷機器１１と熱交換器１５とを循環する。予冷運転は図４において説明したそれと同一であるから、図４を援用することで、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
コンピュータ４０は、予冷運転を実施しつつ、第２温度センサ２０から出力された第２冷水温度（Ｔ２）と第２設定温度（ＴＳ２）とを比較する（Ｓ−１８）（温度第２比較手段）。コンピュータ４０は、第２冷水温度と第２設定温度とを比較した結果、第２冷水温度が第２設定温度を超過（Ｔ２＞ＴＳ２）すると判断すると、予冷運転を継続して実施する（Ｓ−１９）（予冷運転実施手段）。コンピュータ４０は、システム１０の運転を停止するかを判断し（Ｓ−１６）、システム１０の運転を継続する場合、ステップ１１（Ｓ−１１）に戻ってステップ１１からの手続を繰り返す。
【００７１】
コンピュータ４０は、ステップ１１（Ｓ−１１）に戻って湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過（Ｔ３＞Ｔ１−ＴＳ１）すると判断すると、予冷運転を中止して通常運転を実施する（通常運転実施手段）する（Ｓ−１５）。ステップ１６（Ｓ−１６）においてシステム１０の運転を停止する場合、コンピュータ４０は、システム１０をＯＦＦにする。
【００７２】
コンピュータ４０は、ステップ１８（Ｓ−１８）において第２冷水温度と第２設定温度とを比較した結果、第２冷水温度が第２設定温度以下（Ｔ２≦ＴＳ２）であると判断すると、予冷運転を中止してフリークーリング運転を実施する（Ｓ−２０）（フリークーリング運転実施手段）。コンピュータ４０は、バルブ３０，３３を開状態に保持し、バルブ２９，３２を閉状態に保持する。フリークーリング運転において冷却水循環系では、冷却水が冷却塔１６と熱交換器１５とを循環し、フリークーリング運転において冷水循環系では、冷水が熱負荷機器１１と熱交換器１５とを循環する。フリークーリング運転は図５において説明したそれと同一であるから、図５を援用することで、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
コンピュータ４０は、システム１０の運転を停止するかを判断し（Ｓ−２１）、システム１０の運転を継続する場合、ステップ１８（Ｓ−１８）に戻ってステップ１８からの手続を繰り返す。この場合、コンピュータ４０は、フリークーリング運転を継続して実施しつつ、第２冷水温度と第２設定温度とを比較し（Ｓ−１８）（温度第２比較手段）、第２冷水温度が第２設定温度以下（Ｔ２≦ＴＳ２）であると判断すると、フリークーリング運転を継続して実施する（Ｓ−２０）（フリークーリング運転実施手段）。逆に、第２冷水温度が第２設定温度を超過（Ｔ２＞ＴＳ２）すると判断すると、フリークーリング運転を中止して予冷運転を実施する（Ｓ−１９）（予冷運転実施手段）。ステップ２１（Ｓ−２１）においてシステム１０の運転を停止する場合、コンピュータ４０は、システム１０をＯＦＦにする。
【００７４】
システム手動運転において操作者は、第３温度センサ２１から外気の湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度）を読み取り、第１温度センサ１９から第１冷水温度（Ｔ１）を読み取るとともに、第２温度センサ２０から第２冷水温度（Ｔ２）を読み取る。操作者は、冷水温度（Ｔ１）から予め設定された設定温度（ＴＳ１）を減じて比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）を算出し、湿球温度（Ｔ３）（または乾球温度から所定の値を減じた乾球補正温度）と比較温度（Ｔ１−ＴＳ１）とを比較する。
【００７５】
システム手動運転において操作者は、湿球温度（または乾球補正温度）と比較温度とを比較した結果、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過（Ｔ３＞Ｔ１−ＴＳ１）している場合、システム１０の通常運転を行う。通常運転において操作者は、冷却水循環系におけるバルブ３２を開状態にし、バルブ３３を閉状態にするとともに、冷水循環系におけるバルブ２９を開状態にし、バルブ３０を閉状態にする。操作者は、湿球温度が比較温度を超過している限り、通常運転を継続して行う。
【００７６】
システム手動運転において操作者は、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下（Ｔ３≦Ｔ１−ＴＳ１）である場合、第２冷水温度（Ｔ２）と第２設定温度（ＴＳ２）とを比較する。操作者は、第２冷水温度（Ｔ２）と第２設定温度（ＴＳ２）とを比較した結果、第２冷水温度が第２設定温度を超過（Ｔ２＞ＴＳ２）する場合、システム１０の予冷運転を行う。予冷運転において操作者は、冷却水循環系におけるバルブ３３を開状態にし、バルブ３２を閉状態にするとともに、冷水循環系におけるバルブ３０を開状態にし、バルブ２９を閉状態にする。操作者は、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下であって、第２冷水温度が第２設定温度を超過する限り、予冷運転を継続して行う。
【００７７】
システム手動運転において操作者は、第２冷水温度（Ｔ２）と第２設定温度（ＴＳ２）とを比較した結果、第２冷水温度が第２設定温度以下（Ｔ２≦ＴＳ２）である場合、システム１０のフリークーリング運転を行う。フリークーリング運転において操作者は、冷却水循環系におけるバルブ３３を開状態にし、バルブ３２を閉状態にするとともに、冷水循環系におけるバルブ３０を開状態にし、バルブ２９を閉状態にする。操作者は、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下であって、第２冷水温度が第２設定温度以下である限り、フリークーリング運転を継続して行う。
【００７８】
熱源システム１０は、第１冷凍機１２と熱交換器１５とが熱負荷機器１１に対して直列に配置されているから、第１冷凍機１２と熱交換器１５との双方を同時に利用することができ、熱交換器１５を利用して冷水を予め予冷しつつ、予冷した冷水を利用することで第２および第３冷凍機１３，１４の負荷を軽減させる予冷運転を行うことができる。したがって、熱願システム１０は、外気温度が十分に低下していない期間（たとえば、夏期と冬期とを除く中間期）において予冷運転を行うことができ、その期間に通常運転を行うことによるエネルギー消費（消費電力）を減少させることができ、その期間での省エネルギー化を図ることができる。熱源システム１０は、外気温度が十分に低下した期間（たとえば、冬期）においてフリークーリング運転を行うことで、その期間における第１〜第３冷凍機１２〜１４の出力（消費電力）を０にすることができ、その期間での省エネルギー化を図ることができる。この熱源システム１０は、予冷運転やフリークーリング運転を長期間実施することで、年間を通じてシステム１０の省エネルギー化を図ることができる。
【００７９】
熱源システム１０は、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度を超過する場合、熱交換器１５を利用して冷水を十分に冷却することができないから、熱交換器１５を利用せずに第１〜第３冷凍機１２〜１４のうちの少なくとも１つを利用して熱負荷機器１１から流出した冷水を冷却する通常運転を行う。一方、湿球温度（または乾球補正温度）が比較温度以下の場合、第２冷水温度と第２設定温度とを比較し、第２冷水温度が第２設定温度を超過する場合、熱交換器１５を利用して冷水を冷却することができるから、予冷運転を継続して実施する。さらに、第２冷水温度が第２設定温度以下の場合、熱交換器１５を利用して冷水を十分に冷却することができるから、それら冷凍機１２〜１４を運転せず熱交換器１５を利用するフリークーリング運転を行う。この熱源システム１０は、外気温度が十分に低下していない期間において予冷運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を確実に図ることができるとともに、外気温度が十分に低下した期間においてフリークーリング運転を行うことで、その期間での省エネルギー化を確実に図ることができ。
【符号の説明】
【００８０】
１０    熱源システム
１１    熱負荷機器
１２    第１冷凍機
１３    第２冷凍機
１４    第３冷凍機
１５    熱交換器
１６    第１冷却塔
１７    第２冷却塔
１８    第３冷却塔
１９    第１温度センサ
２０    第２温度センサ
２１    第３温度センサ
２２    冷水供給管路
２３    冷水還り管路
２６Ａ〜２６Ｃ  冷水供給ポンプ
２７Ａ〜２７Ｃ  冷水供給ポンプ
２８Ａ〜２８Ｃ  冷却水供給ポンプ
２９    バルブ（切替機構）
３０    バルブ（切替機構）
３２    バルブ（切替機構）
３３    バルブ（切替機構）
３４Ａ〜３４Ｃ  冷却水供給管路
３５Ａ〜３５Ｃ  冷却水回収管路
３６    第１管路
３７    第２管路
３８    第３管路
３９    第４管路
４０    コンピュータ（制御装置）
【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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