(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器と、この第１の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器とを備え、前記第１の機器が生成する冷温水と前記第２の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第１の機器および前記第２の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度との差から送水温度制御の操作量を演算する操作量演算手段と、
前記送水温度制御の操作量と前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶手段と、
前記出口温度テーブルより前記操作量演算手段によって演算された送水温度制御の操作量に応ずる前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得手段とを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項２】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器と、この第１の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器とを備え、前記第１の機器が生成する冷温水と前記第２の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第１の機器および前記第２の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給中の現在の冷温水の能力の過不足量を演算する冷温水能力演算手段と、
前記冷温水の能力の過不足量と前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶手段と、
前記出口温度テーブルより前記冷温水能力演算手段によって演算された冷温水の能力の過不足量に応ずる前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得手段とを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項３】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器と、この第１の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器とを備え、前記第１の機器が生成する冷温水と前記第２の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第１の機器および前記第２の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあるか否かを判断する比較判断手段と、
この比較判断手段によって前記設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあると判断された場合、前記第１の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和手段と
を備えることを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載された送水温度制御装置において、
前記各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するエネルギーコスト算出手段と、
このエネルギーコスト算出手段によって算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を前記第１の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を前記第２の機器として決定する機器種別決定手段と
を備えることを特徴とする送水温度制御装置。
【請求項５】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器と、この第１の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器とを備え、前記第１の機器が生成する冷温水と前記第２の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第１の機器および前記第２の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度との差から送水温度制御の操作量を演算する操作量演算ステップと、
前記送水温度制御の操作量と前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶ステップと、
前記出口温度テーブルより前記操作量演算ステップによって演算された送水温度制御の操作量に応ずる前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得ステップとを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項６】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器と、この第１の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器とを備え、前記第１の機器が生成する冷温水と前記第２の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第１の機器および前記第２の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給中の現在の冷温水の能力の過不足量を演算する冷温水能力演算ステップと、
前記冷温水の能力の過不足量と前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係が定められた出口温度テーブルを記憶する出口温度テーブル記憶ステップと、
前記出口温度テーブルより前記冷温水能力演算ステップによって演算された冷温水の能力の過不足量に応ずる前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得する冷温送水出口温度設定値取得ステップとを備え、
前記出口温度テーブルにおいて、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値は、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値を前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とされている
ことを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項７】
単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器と、この第１の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器とを備え、前記第１の機器が生成する冷温水と前記第２の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに適用され、前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように前記第１の機器および前記第２の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御方法において、
前記負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と前記設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあるか否かを判断する比較判断ステップと、
この比較判断ステップによって前記設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネルギー方向にあると判断された場合、前記第１の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、前記第１の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、前記第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和する出口温度設定値緩和ステップと
を備えることを特徴とする送水温度制御方法。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか１項に記載された送水温度制御方法において、
前記各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するエネルギーコスト算出ステップと、
このエネルギーコスト算出ステップによって算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を前記第１の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を前記第２の機器として決定する機器種別決定ステップと
を備えることを特徴とする送水温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷温水を熱媒体とする熱源システムにおいて、その熱媒体の負荷機器への送水温度を制御する送水温度制御装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷温水を熱媒体とする熱源システムでは、その熱媒体の負荷機器への送水温度を一定（一般に、５〜７℃）となるように制御している。例えば、負荷機器を空調機とした場合、空調機の負荷が増減しても、送水温度は変化させない。空調機の負荷が増減した場合は、その空調機に付設された制御弁の開度を増減させ、空調機への冷温水の量を増減させて対応している。
【０００３】
しかしながら、このような送水温度一定制御では、空調機の負荷が低負荷である場合、実際に空調機で消費される熱量を賄うのに必要な送水温度に対して過剰な送水温度となり、熱源機（冷熱源機、温熱源機）のＣＯＰ（成績係数：冷温水を生成するための消費電力と生成した熱量との比）が低下し、エネルギーが無駄に費やされてしまう。例えば、冷房時、空調機の負荷が低負荷であると、送水温度が低く、還水温度も低くなり、冷熱源機（冷凍機）のＣＯＰが低下し、エネルギーが無駄に費やされてしまう。
【０００４】
そこで、近年、省エネルギー（以下、省エネと略す）を図ることを目的として、送水温度の設定値変更制御（ＶＷＴ制御）が実施されている。例えば、冷房時、空調機の負荷が低負荷となれば、送水温度を上げるようにする。すなわち、送水温度を省エネ方向へ緩和（以下、この省エネ方向への温度の緩和を単に緩和と呼ぶ）する。これにより、冷凍機のＣＯＰが向上し、省エネが図られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１３にＶＷＴ制御を実施した従来の熱源システムの一例を示す。同図において、１−１，１−２は冷凍機、２−１，２−２は冷凍機１−１，１−２への冷水の循環通路に補機として各個に設けられた１次ポンプ、３は冷凍機１−１，１−２からの冷水を混合する往ヘッダ、４は往水管路、５は往ヘッダ３からの往水管路４を介して送られてくる冷水の供給を受ける負荷機器（空調機、ファンコイルなどの熱負荷）、６は還水管路、７は負荷機器５への冷水の供給量をその負荷状態に応じて調整する冷水弁である。
【０００６】
８は負荷機器５において熱交換され還水管路６を介して送られてくる冷水が戻される還ヘッダ、９は往ヘッダ３と還ヘッダ８とを連通させるバイパス管路、１０は往ヘッダ３から負荷機器５への冷水の温度を送水温度ＴＳとして計測する送水温度センサ、１１は還ヘッダ８に戻される冷水の温度を還水温度ＴＲとして計測する還水温度センサ、１２は還ヘッダ８に戻される冷水の流量を負荷流量Ｆとして計測する流量計、１３−１，１３−２は冷凍機１−１，１−２からの冷水の出口温度をＴＳ１，ＴＳ２として計測する冷凍機出口温度センサ、１４は送水温度制御装置である。
【０００７】
往ヘッダ３は、第１の往ヘッダ３−１と第２の往ヘッダ３−２とから構成され、往ヘッダ３−１と３−２との間には、往ヘッダ３−１からの冷水を往ヘッダ３−２へ圧送する２次ポンプ１５−１，１５−２とバルブ１６が設けられている。還ヘッダ８は、第１の還ヘッダ８−１と第２の還ヘッダ８−２とから構成され、還ヘッダ８−１と８−２との間に流量計１２が設けられている。
【０００８】
この熱源システムにおいて、１次ポンプ２−１，２−２により圧送された還水は、冷凍機１−１，１−２により所要の温度の冷水とされ、往ヘッダ３において混合され、往水管路４を介して負荷機器５へ供給される。そして、負荷機器５において熱交換され、還水管路６を介して還ヘッダ８に戻され、再び１次ポンプ２−１，２−２によって圧送され、以上の経路を循環する。
【０００９】
また、送水温度制御装置１４は、送水温度センサ１０からの送水温度ＴＳ、還水温度センサ１１からの還水温度ＴＲ、流量計１２からの負荷流量Ｆ、冷水弁７の開度θなどの情報を入力とし、負荷機器５への現在の送水状態を総合的に判断し、この判断した総合送水状態より設定送水温度ＴＳｓｐを決定し、この決定した設定送水温度ＴＳｓｐに送水温度ＴＳを一致させるように、冷凍機１−１，１−２からの冷水の出口温度ＴＳ１，ＴＳ２を操作する。例えば、設定送水温度ＴＳｓｐが７℃から８．５℃に緩和されれば、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを７℃から８．５℃に変更する。これにより、冷凍機１−１，１−２のＣＯＰが向上し、省エネが図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−６３６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来の熱源システムでは、冷凍機１−１，１−２の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを考慮せず、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを同じ値とし、同時に緩和させるようにしているので、冷凍機１−１，１−２の負荷率が同じとなり、期待している程の省エネは望めなかった。
【００１２】
例えば、冷凍機１−１が単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器（低ＣＯＰ機）、冷凍機１−２が単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器（高ＣＯＰ機）であったとする（図１４参照）。この場合、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを共に７℃から８．５℃に緩和すると、冷凍機１−１，１−２のＣＯＰは向上する。しかし、冷凍機１−１，１−２の負荷率が同率（例えば、７０％）となり、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）での冷温水の生成コストと冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）での冷温水の生成コストとを合わせた合計のエネルギーコストには、削減の余地が残っている。
【００１３】
なお、上述した例では、冷凍機（冷熱源機）により冷水を生成する例で説明したが、温熱機（温熱源機）によって温水を生成する場合にも同様の問題が生じる。また、冷凍機と蓄熱槽とを組み合わせて用いたり、温熱機と蓄熱槽とを組み合わせて用いたりするような場合にも同様の問題が生じる。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器と単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器が混在する熱源システムにおいて、合計のエネルギーコストを低減させ、さらなる省エネを図ることが可能な送水温度制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために本発明は、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器と、この第１の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器とを備え、第１の機器が生成する冷温水と第２の機器が生成する冷温水とを混合して負荷機器へ供給する熱源システムに用いられ、負荷機器へ供給される冷温水の送水温度を設定送水温度に一致させるように第１の機器および第２の機器からの冷温水の出口温度を操作する送水温度制御装置において、設定送水温度の緩和に際して、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和するようにしたものであり、請求項１に係る発明は、送水温度制御の操作量と第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および第２の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係を定めた出口温度テーブルを用い、この出口温度テーブルより送水温度制御の操作量に応ずる第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得するようにし、請求項２に係る発明は、冷温水の能力の過不足量と第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および第２の機器の冷温水の出口温度の設定値との関係を定めた出口温度テーブルを用い、この出口温度テーブルより冷温水の能力の過不足量に応ずる第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を取得するようにしたものである。この場合、出口温度テーブルでは、第１の機器の冷温水の出口温度の設定値および第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を、第１の機器の冷温水の出口温度の設定値を第２の機器の冷温水の出口温度の設定値よりも優先させて緩和する関係とする。また、請求項３に係る発明は、負荷機器へ供給される冷温水の送水温度の計測値と設定送水温度とを比較し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネ方向にあるか否かを判断し、設定送水温度が送水温度の計測値よりも省エネ方向にあると判断した場合、第１の機器からの現在の冷温水の出口温度の設定値が緩和限度に達しているか否かを確認し、緩和限度に達していない場合には、第１の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和し、緩和限度に達している場合には、第２の機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和するようにしたものである。
【００１６】
この発明によれば、例えば、第１の機器を単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい冷凍機（低ＣＯＰ機）、第２の機器を単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい冷凍機（高ＣＯＰ機）とした場合、設定送水温度が緩和されると、高ＣＯＰ機よりも先に、低ＣＯＰ機の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、低ＣＯＰ機の往還水の温度差が小さくなり、高ＣＯＰ機の往還水の温度差が大きくなり、結果として、低ＣＯＰ機の負荷率が下がり、高ＣＯＰ機の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【００１７】
本発明において、第１の機器および第２の機器は温熱機であってもよく、第１の機器を冷凍機、第２の機器を蓄熱槽、第１の機器を温熱機、第２の機器を蓄熱槽とすることも考えられる。熱源機（冷凍機、温熱機）と蓄熱槽とを組み合わせた構成では、設定送水温度が緩和されると、蓄熱槽（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器）よりも先に、熱源機（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器）の冷温水の出口温度の設定値が緩和され、熱源機の負荷率が下がり、蓄熱槽の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。また、第１の機器を通常の熱源機（ガスや電気をエネルギー源とする熱源機）、第２の機器を排熱投入型の熱源機とすることも考えられる。この場合、設定送水温度が緩和されると、排熱投入型の熱源機（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器）よりも先に、通常の熱源機（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器）の冷温水の出口温度の設定値が緩和され、通常の熱源機の負荷率が下がり、排熱投入型の熱源機の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【００２０】
本発明（請求項１〜３に係る発明）において、各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストを算出するようにし、この算出された各機器の単位生成熱量あたりのエネルギーコストに基づいて、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい方の機器を第１の機器として決定し、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい方の機器を第２の機器として決定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、設定送水温度の緩和に際して、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器よりも単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第１の機器を優先させて、その機器の冷温水の出口温度の設定値を緩和するようにしたので、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい第２の機器の負荷率を下げ、単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい第２の機器の負荷率を上げるようにして、合計のエネルギーコストを低減させ、さらなる省エネを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る送水温度制御装置を用いた熱源システムの一実施の形態（実施の形態１）を示す計装図である。
【図２】この熱源システムにおける送水温度制御装置が有する送水温度制御機能を説明するためのフローチャートである。
【図３】この熱源システムにおいて単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい冷凍機（高ＣＯＰ機）よりも先に単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい冷凍機（低ＣＯＰ機）の冷水の出口温度の設定値を緩和した状態を示す図である。
【図４】通常の冷凍機（単位生成熱量あたりのエネルギーコスト大）と排熱投入型の冷凍機（単位生成熱量あたりのエネルギーコスト小）とを組み合わせた例（実施の形態２）を示す図である。
【図５】冷凍機（単位生成熱量あたりのエネルギーコスト大）と蓄熱槽（単位生成熱量あたりのエネルギーコスト小）とを組み合わせた例（実施の形態３）を示す図である。
【図６】図１に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値の決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第１例（利用例１）を示すフローチャート（実施の形態４）である。
【図７】実施の形態４で利用される出口温度テーブルの一例を示す図である。
【図８】実施の形態４で利用される出口温度テーブルの別の例を示す図である。
【図９】図１に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値の決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第２例（利用例２）を示すフローチャート（実施の形態５）である。
【図１０】実施の形態５で利用される出口温度テーブルの一例を示す図である。
【図１１】実施の形態５で利用される出口温度テーブルの別の例を示す図である。
【図１２】図１に示した熱源システムにおいて冷凍機の冷水の出口温度の設定値を自動演算するようにした場合のフローチャート（実施の形態６）である。
【図１３】ＶＷＴ制御を実施した従来の熱源システムの一例を示す計装図である。
【図１４】ＶＷＴ制御を実施した従来の熱源システムにおける設定送水温度の緩和時の冷凍機の出口温度の設定値の変更状況を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、本発明の権利範囲に含まれないものも実施の形態として記載されているが、ここでは全て実施の形態として説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係る送水温度制御装置を用いた熱源システムの一実施の形態を示す計装図である。同図において、図１３と同一符号は図１３を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。なお、図１では、図１３に示した従来の熱源システムにおける送水温度制御装置１４と区別するために、本発明に係る送水温度制御装置を符号１７で示している。
【００２４】
この送水温度制御装置１７は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して制御装置としての各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能として負荷機器５への冷水の送水温度ＴＳを設定送水温度Ｔｓｐに一致させるように冷凍機１−１，１−２からの冷水の出口温度ＴＳ１，ＴＳ２を操作する送水温度制御機能を有している。
【００２５】
なお、この熱源システムにおいて、冷凍機１−１は低ＣＯＰ機（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器）とされ、冷凍機１−２は高ＣＯＰ機（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器）とされているものとする。また、送水温度制御装置１７における現在の送水温度の設定状態として、負荷機器５への冷水の設定送水温度Ｔｓｐは７℃、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐは共に７℃とされているものとする。
【００２６】
以下、図２に示したフローチャートに従って、本発明に係る送水温度制御装置１７が有する送水温度制御機能について説明する。
【００２７】
送水温度制御装置１７は、送水温度センサ１０からの送水温度ＴＳ、還水温度センサ１１からの還水温度ＴＲ、流量計１２からの負荷流量Ｆ、冷水弁７の開度θなどの情報を入力とし、負荷機器５への現在の送水状態を総合的に判断し、この判断した総合送水状態より設定送水温度ＴＳｓｐを決定する（ステップＳ１０１）。この例では、設定送水温度ＴＳｓｐが８．５℃として決定されたものとする。
【００２８】
なお、この例では、設定送水温度ＴＳｓｐを自動決定する方式としているが、設定送水温度ＴＳｓｐを設備管理者が手動で設定するような方式とする場合も考えられる。また、設定送水温度ＴＳｓｐを自動決定する方式として、特許文献１には、冷水弁の開度状態、給気温度偏差、給気温度偏差の収束状況、室内湿度などに基づいて各空調機の空調機ステータスを決定し、これら空調機ステータスから総合送水状態を決定し、この決定した総合送水状態より設定送水温度ＴＳｓｐを決定する方式が示されており、このような方式を採用するようにしてもよい。
【００２９】
送水温度制御装置１７は、設定送水温度ＴＳｓｐが８．５℃として決定されると（ステップＳ１０１）、低ＣＯＰ機を緩和優先機、高ＣＯＰ機を緩和後回し機として区別し、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを決定する（ステップＳ１０２）。
【００３０】
この場合、低ＣＯＰ機である冷凍機１−１を緩和優先機、高ＣＯＰ機である冷凍機１−２を緩和後回し機とする。そして、冷凍機１−２（緩和後回し機）の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐを７℃としたままの状態とし、この状態でステップＳ１０１で決定された設定送水温度ＴＳｓｐ（８．５℃）を確保し得る冷凍機１−１（緩和優先機）の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを求める。
【００３１】
この例において、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐは、設定値ＴＳ２ｓｐ＝７℃との比例配分によって、１０℃として求められる。すなわち、冷凍機１−１（緩和優先機）の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐが１０℃として決定され、冷凍機１−２（緩和後回し機）の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐが７℃として決定される。
【００３２】
そして、送水温度制御装置１７は、この決定した出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを冷凍機１−１，１−２に対して出力する（ステップＳ１０３）。すなわち、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐは７℃のまま変更せずに、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐだけを７℃から１０℃に変更する（図３参照）。
【００３３】
これにより、冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）よりも先に、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）の冷水の出口温度の設定値が緩和され、冷凍機１−１の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機１−２の往還水の温度差が大きくなる。この結果、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）の負荷率が下がり（例えば、４０％）、冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）の負荷率が上がり（例えば、１００％）、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネ（エネルギーの従量料金の削減、ＣＯ２の排出量の削減）が図られるものとなる。
【００３４】
〔実施の形態２〕
図１に示した熱源システムでは、冷凍機１−１を低ＣＯＰ機、冷凍機１−２を高ＣＯＰ機としたが、図４に示すように、冷凍機１−１を通常の冷凍機（ガスや電気を使用する通常のタイプの冷凍機）、冷凍機１−２を排熱投入型の冷凍機としてもよい。この場合、設定送水温度ＴＳｓｐが緩和されると、排熱投入型の冷凍機１−２（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器）よりも先に、通常の冷凍機１−１（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器）の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、通常の冷凍機１−１の負荷率が下がり、排熱投入型の冷凍機１−２の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【００３５】
〔実施の形態３〕
また、図５に示すように、冷凍機１と蓄熱槽１８とを組み合わせた構成としてもよい。この場合、設定送水温度ＴＳｓｐが緩和されると、蓄熱槽１８（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが小さい機器）よりも先に、冷凍機１（単位生成熱量あたりのエネルギーコストが大きい機器）の冷水の出口温度の設定値が緩和される。これにより、冷凍機１の負荷率が下がり、蓄熱槽１８の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【００３６】
〔実施の形態４：出口温度テーブルの利用例１〕
図６に、図１に示した熱源システムにおいて、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐの決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第１例（利用例１）のフローチャート（実施の形態４）を示す。
【００３７】
この出口温度テーブルの利用例１において、送水温度制御装置１７は、前述したステップＳ１０１（図２）と同様にして設定送水温度ＴＳｓｐを決定し（ステップＳ２０１）、送水温度センサ１０からの送水温度ＴＳを送水温度の計測値ＴＳｐｖとして取得し（ステップＳ２０２）、この決定した設定送水温度ＴＳｓｐと取得した送水温度の計測値ＴＳｐｖとの差から送水温度制御の操作量（ＰＩＤ出力値）ΔＰを演算する（ステップＳ２０３）。
【００３８】
そして、送水温度制御装置１７は、出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐとＴＳ２ｓｐとの関係を定めた出口温度テーブルＴＢ１（図７参照）より、送水温度制御の操作量ΔＰに応ずる出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを取得し（ステップＳ２０４）、この取得した出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを冷凍機１−１，１−２に対して出力する（ステップＳ２０５）。
【００３９】
ステップＳ２０４で利用する出口温度テーブルＴＢ１（図７）は送水温度制御装置１７内のメモリに記憶されている。この出口温度テーブルＴＢ１は、横軸を送水温度制御の操作量（ＰＩＤ出力値）ΔＰとし、縦軸を冷凍機からの冷水の出口温度（設定値）とし、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを示す特性Ｉと、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐを示す特性IIとから構成されている。なお、送水温度制御の操作量ΔＰは、送水温度を上昇させる方向の操作量ΔＰ＋と下降させる方向の操作量ΔＰ−とで表され、図中の黒三角で示す点を基点として変化する。この特性Ｉ，IIによって冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐの関係が示される。
【００４０】
この出口温度テーブルＴＢ１において、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐおよび冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐは、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐよりも優先させて緩和する関係とされている。
【００４１】
この例において、出口温度テーブルＴＢ１中の特性Ｉ，IIは、冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐの下限値を７℃、上限値を１２℃とし、送水温度制御の操作量ΔＰのΔＰ−からΔＰ＋の方向への変化に対し、先に冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行き、この上昇によって設定値ＴＳ１ｓｐが上限値まで達すると、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行く特性とされている。
【００４２】
このような出口温度テーブルＴＢ１を用いることにより、送水温度制御の操作量ΔＰのΔＰ−からΔＰ＋の方向への変化に対し（設定送水温度の緩和に対して）、冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）よりも先に、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）の冷水の出口温度の設定値が緩和されて行くものとなる。これにより、冷凍機１−１の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機１−２の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）の負荷率が下がり、冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られるものとなる。
【００４３】
なお、図７に示した出口温度テーブルＴＢ１では、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐが上限値に達した時点で、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐの上昇を開始するようにしているが、図８に示すような出口温度テーブルＴＢ２とし、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐの上昇中に、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐの上昇を開始させるようにしてもよい。
【００４４】
〔実施の形態５：出口温度テーブルの利用例２〕
図９に、図１に示した熱源システムにおいて、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐの決定に際して出口温度テーブルを利用するようにした場合の第２例（利用例２）のフローチャート（実施の形態５）を示す。
【００４５】
この出口温度テーブルの利用例２において、送水温度制御装置１７は、冷水弁７の開度θを空調機バルブ開度として取得し（ステップＳ３０１）、この空調機バルブ開度θが８０％以上であるか否かを確認する（ステップＳ３０２）。
【００４６】
ここで、空調機バルブ開度θが８０％以上であれば（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、能力不足と判断し（ステップＳ３０３）、その時の能力の不足量ΔＰＷ−を演算する。空調機バルブ開度θが８０％未満であれば（ステップＳ３０２のＮＯ）、能力過剰であると判断し（ステップＳ３０４）、その時の能力の過剰量ΔＰＷ＋を演算する。
【００４７】
そして、送水温度制御装置１７は、出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐとＴＳ２ｓｐとの関係を定めた出口温度テーブルＴＢ３（図１０参照）より、ステップＳ３０３，Ｓ３０４で演算した能力の過不足量ΔＰＷ（ΔＰＷ−，ΔＰＷ＋）に応ずる出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを取得し（ステップＳ３０５）、この取得した出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを冷凍機１−１，１−２に対して出力する（ステップＳ３０６）。
【００４８】
ステップＳ３０５で利用する出口温度テーブルＴＢ３（図１０）は送水温度制御装置１７内のメモリに記憶されている。この出口温度テーブルＴＢ３は、横軸を負荷機器５へ供給される冷水の能力の過不足量ΔＰＷとし、縦軸を冷凍機からの冷水の出口温度（設定値）とし、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを示す特性IIIと、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐを示す特性IVとから構成されている。なお、冷水の能力の過不足量ΔＰＷは、能力の不足量ΔＰＷ−と能力の過剰量ΔＰＷ＋とで表され、図中の黒三角で示す点を基点として変化する。この特性III，IVによって冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐの関係が示される。
【００４９】
この出口温度テーブルＴＢ３において、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐおよび冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐは、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐよりも優先させて緩和する関係とされている。
【００５０】
この例において、出口温度テーブルＴＢ３中の特性III，IVは、冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐの下限値を７℃、上限値を１２℃とし、冷水の能力の過不足量ΔＰＷの不足量ΔＰＷ−から過剰量ΔＰＷ＋の方向への変化に対し、先に冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行き、この上昇によって設定値ＴＳ１ｓｐが上限値まで達すると、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐが下限値から上限値まで所定の傾斜で上昇して行く特性とされている。
【００５１】
このような出口温度テーブルＴＢ３を用いることにより、冷水の能力の過不足量ΔＰＷの不足量ΔＰＷ−から過剰量ΔＰＷ＋の方向への変化に対して（設定送水温度の緩和に対して）、冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）よりも先に、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）の冷水の出口温度の設定値が緩和されて行くものとなる。これにより、冷凍機１−１の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機１−２の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）の負荷率が下がり、冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られるものとなる。
【００５２】
なお、図１０に示した出口温度テーブルＴＢ３では、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐが上限値に達した時点で、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐの上昇を開始するようにしているが、図１１に示すような出口温度テーブルＴＢ４とし、冷凍機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐの上昇中に、冷凍機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐの上昇を開始させるようにしてもよい。また、能力の不足量ΔＰＷ−と能力の過剰量ΔＰＷ＋との中心点（黒三角で示す点）を浮遊点とし、フローティング制御するようにしてもよい。
【００５３】
〔実施の形態６：出口温度の設定値の自動演算〕
図１２に、図１に示した熱源システムにおいて、出口温度テーブルを利用せずに、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐを自動演算するようにした場合のフローチャート（実施の形態６）を示す。
【００５４】
この例において、送水温度制御装置１７は、冷凍機１−１，１−２の熱生成単価を冷凍機エネルギー使用量，冷凍機生成熱量の実測値に基づいて演算する（ステップＳ４０１）。この例では、下記(１)式を用いて、冷凍機１−１，１−２の熱生成単価を求める。
熱生成単価＝（冷凍機エネルギー使用量×エネルギー単価）／冷凍機生成熱量  ・・・・(１)
【００５５】
そして、この求めた熱生成単価が大きい方の機器を緩和優先機とし、熱生成単価が小さい方の機器を緩和後回し機とする（ステップＳ４０２）。この例では、冷凍機１−１が低ＣＯＰ機、冷凍機１−２が高ＣＯＰ機とされているので、冷凍機１−１が緩和優先機として決定され、冷凍機１−２が緩和後回し機として決定される。
【００５６】
なお、冷凍機１−１，１−２の単位生成熱量あたりのエネルギーコストの大小関係が分かっている場合には、その関係を手動設定などによって送水温度制御装置１７に前もって定めておくことによって、ステップＳ４０１での熱生成単価の演算やステップＳ４０２での機器の種別の決定を省略することができる。
【００５７】
次に、送水温度制御装置１７は、前述したステップＳ１０１（図２）と同様にして設定送水温度ＴＳｓｐを決定し（ステップＳ４０３）、送水温度センサ１０からの送水温度ＴＳを送水温度の計測値ＴＳｐｖとして取得し（ステップＳ４０４）、この取得した送水温度の計測値ＴＳｐｖと決定した設定送水温度ＴＳｓｐとを比較する（ステップＳ４０５）。
【００５８】
〔ＴＳｓｐ≧ＴＳｐｖであった場合〕
ここで、設定送水温度ＴＳｓｐが送水温度の計測値ＴＳｐｖ以上であった場合（ステップＳ４０５のＮＯ）、緩和優先機１−１の現在の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐが上限値（緩和限度（例えば、１２℃））に達しているか否かを確認する（ステップＳ４０６）。
【００５９】
緩和優先機１−１の現在の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐが上限値に達していなければ（ステップＳ４０６のＮＯ）、緩和優先機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを上げる（ステップＳ４０７）。すなわち、緩和優先機１−１の冷水の出口温度設定値ＴＳ１ｓｐを緩和する。そして、この緩和した出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを緩和優先機１−１に対して出力する（ステップＳ４１２）。
【００６０】
緩和優先機１−１の現在の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐが上限値に達していれば（ステップＳ４０６のＹＥＳ）、緩和後回し機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐを上げる（ステップＳ４０８）。すなわち、緩和後回し機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐを緩和する。そして、この緩和した出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐを緩和後回し機１−２に対して出力する（ステップＳ４１２）。
【００６１】
〔ＴＳｓｐ＜ＴＳｐｖであった場合〕
設定送水温度ＴＳｓｐが送水温度の計測値ＴＳｐｖよりも低かった場合（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、緩和後回し機１−２の現在の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐが下限値（例えば、７℃）に達しているか否かを確認する（ステップＳ４０９）。
【００６２】
緩和後回し機１−２の現在の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐが下限値に達していなければ（ステップＳ４０９のＮＯ）、緩和後回し機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐを下げる（ステップＳ４１０）。そして、この下げた出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐを緩和後回し機１−２に対して出力する（ステップＳ４１２）。
【００６３】
緩和後回し機１−２の現在の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐが下限値に達していれば（ステップＳ４０９のＹＥＳ）、緩和優先機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを下げる（ステップＳ４１１）。そして、この下げた出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐを緩和優先機１−１に対して出力する（ステップＳ４１２）。
【００６４】
なお、上述において、ステップＳ４０７での緩和優先機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐの上げ幅、ステップＳ４０８での緩和後回し機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐの上げ幅、ステップＳ４１０での緩和後回し機１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ２ｓｐの下げ幅、ステップＳ４１１での緩和優先機１−１の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐの下げ幅は、予め所定値として定められている。また、ステップＳ４０３〜Ｓ４１２の処理動作は、所定周期で繰り返される。
【００６５】
このようにして、実施の形態６では、冷凍機１−１，１−２の冷水の出口温度の設定値ＴＳ１ｓｐ，ＴＳ２ｓｐが自動演算され、設定送水温度ＴＳｓｐの緩和に対して、ステップＳ４０６〜Ｓ４０８の処理で示されるように、冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）よりも先に、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）の冷水の出口温度の設定値が緩和されるものとなる。これにより、冷凍機１−１の往還水の温度差が小さくなり、冷凍機１−２の往還水の温度差が大きくなり、結果として、冷凍機１−１（低ＣＯＰ機）の負荷率が下がり、冷凍機１−２（高ＣＯＰ機）の負荷率が上がり、合計のエネルギーコストが低減され、さらなる省エネが図られる。
【００６６】
なお、上述した実施の形態１〜６では、熱源機として冷凍機を用いたい例で説明したが、温熱機を用いた場合も同様に構成することができることは言うまでもない。
【００６７】
また、実施の形態１〜５においても、実施の形態６と同様にして、冷水を生成する機器の熱生成単価を演算することにより、その機器の種別を決定するようにしてもよい。また、ＣＯ２排出量や１次エネルギーによって、その機器の種別を決定するようにしてもよい。
【００６８】
また、上述した実施の形態１〜６では、冷水を生成する機器を２台としたが、冷水を生成する機器は２台に限るものではなく、さらにその数を増やしてもよい。
【００６９】
また、実施の形態５では、冷水弁７の開度θを空調機バルブ開度として取得し、この取得した空調機バルブ開度θより負荷機器５へ供給中の現在の冷水の能力の過不足量を求めるようにしたが、他の方法で負荷機器５へ供給中の現在の冷水の能力の過不足量を求めるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の送水温度制御装置および方法は、負荷機器への送水温度を制御する送水温度制御装置および方法として、冷凍機や温熱機，蓄熱槽などを用いた各種の熱源システムで利用することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１，１−１，１−２…冷凍機、２−１，２−２…１次ポンプ、３（３−１，３−２）…往ヘッダ、４…往水管路、５…負荷機器、６…還水管路、７…冷水弁、８（８−１，８−２）還ヘッダ、９…バイパス管路、１０…送水温度センサ、１１…還水温度センサ、１２…流量計、１３−１，１３−２…冷凍機出口温度センサ、１５−１，１５−２…２次ポンプ、１６…バルブ、１７…送水温度制御装置、１８…蓄熱槽、ＴＢ１〜ＴＢ４…出口温度テーブル。
【図１】
0005492712.tif 000002
【図２】
0005492712.tif 000003
【図３】
0005492712.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005492712.tif 000006
【図６】
0005492712.tif 000007
【図７】
0005492712.tif 000008
【図８】
0005492712.tif 000009
【図９】
0005492712.tif 000010
【図１０】
0005492712.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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