(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプを、移動可能な架台上に載置した熱源ユニットと、
前記ヒートポンプに電力を供給する電源と、該ヒートポンプを制御する制御盤と、熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユーティリティユニットと、
を備え、
前記電源は、変圧器として機能する電源であり、
前記ヒートポンプと前記熱交換器の間には二次冷媒が循環し、該熱交換器において該二次冷媒と前記熱消費設備からの熱媒体とが熱交換を行うことを特徴とする熱源システム。
【請求項２】
蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプを、移動可能な架台上に載置した熱源ユニットと、
前記ヒートポンプに電力を供給する電源と、該ヒートポンプを制御する制御盤と、熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユーティリティユニットと、
を備え、
前記電源は、発電機または充電装置であり、
前記ヒートポンプと前記熱交換器の間には二次冷媒が循環し、該熱交換器において該二次冷媒と前記熱消費設備からの熱媒体とが熱交換を行うことを特徴とする熱源システム。
【請求項３】
２つのユニットからなる熱源システムによる熱消費設備への熱供給方法であって、
蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプを、移動可能な架台上に載置した熱源ユニットを設置し、
変圧器として機能し前記ヒートポンプに電力を供給する電源と、該ヒートポンプを制御する制御盤と、前記熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユーティリティユニットを設置し、
前記ヒートポンプと前記熱交換器を接続してこれらの間に二次冷媒を循環させ、
前記熱交換器と前記熱消費設備の熱媒体の配管とを接続し、該熱交換器において前記二次冷媒と該熱消費設備からの熱媒体との熱交換を行うことを特徴とする熱供給方法。
【請求項４】
２つのユニットからなる熱源システムによる熱消費設備への熱供給方法であって、
蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプを、移動可能な架台上に載置した熱源ユニットを設置し、
発電機または充電装置からなり前記ヒートポンプに電力を供給する電源と、該ヒートポンプを制御する制御盤と、前記熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユーティリティユニットを設置し、
前記ヒートポンプと前記熱交換器を接続してこれらの間に二次冷媒を循環させ、
前記熱交換器と前記熱消費設備の熱媒体の配管とを接続し、該熱交換器において前記二次冷媒と該熱消費設備からの熱媒体との熱交換を行うことを特徴とする熱供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場などの熱消費設備に仮設されて、かかる熱消費設備に熱を供給する仮設熱源システム、およびこの仮設熱源システムによる熱消費設備への熱供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場等の熱消費設備では、蒸気や温水を生成したり、乾燥用に熱風を生成したり、温度調整や温度維持のために熱源が必要となる場合が多い。従来は、ボイラーにおいて化石燃料を燃焼させて生成した熱を利用している。しかしながら、近年、エネルギーの有効利用（省エネルギー）、および温室効果ガスであるＣＯ２排出量削減の観点から、ボイラーからヒートポンプへの代替が提案されている。ヒートポンプは、冷媒（熱媒体）が蒸発により気化するときに周囲の熱を吸収し、凝縮により液化するときに熱を発する性質を利用している。このため、燃焼式のボイラーに比べて、一次エネルギー消費量およびＣＯ２排出量を好適に削減することができ、ランニングコストも大幅に抑えることが可能である。
【０００３】
従来からも熱源としてヒートポンプを用いた装置として、例えば特許文献１には、ヒートポンプの冷媒配管に２つの濃縮器（濃縮手段）を並列に接続したヒートポンプ式蒸気・温水発生装置が開示されている。特許文献１によれば、２つの濃縮器それぞれから蒸気と温水を同時に供給できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、熱源としてヒートポンプを用いることにより様々な優れた利点を享受できるものの、既存設備に対してボイラーと置き換えを行うには課題がある。すなわち、稼働中の既存設備への導入は一時的な生産能力や処理能力の低下を伴うため、代替した際に蒸気や高温水の温度等において所望の性能が確実に得られるかどうかを確認してから導入したいという顧客など（以下、顧客と総称する）からの要望があった。しかし、現状では、ヒートポンプを設置するためにはまず既存のボイラーを撤去し、ヒートポンプ（熱源機）を設置するためのコンクリート基礎を建設し、それからヒートポンプを設置して配管工事などを行うという大規模な改変を伴う。したがって、工事には相当の期間（例えば数ヶ月程度）や費用を要すると共に、所望の性能が得られなかったらボイラーに戻すという選択肢は想定できないものである。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、ヒートポンプを一時的に設置して試運転可能にすることにより、ヒートポンプの試用効果を確認することができ、顧客満足度を向上させ、ひいてはヒートポンプの導入促進を図ることが可能な熱源システムおよび熱供給方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる熱源システムの代表的な構成は、蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプを、移動可能な架台上に載置した熱源ユニットと、ヒートポンプに電力を供給する電源と、ヒートポンプを制御する制御盤と、熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユーティリティユニットと、を備え、電源は、変圧器として機能する電源であり、ヒートポンプと熱交換器の間には二次冷媒が循環し、熱交換器において二次冷媒と熱消費設備からの熱媒体とが熱交換を行うことを特徴とする。また本発明にかかる熱源システムの他の構成は、蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプを、移動可能な架台上に載置した熱源ユニットと、ヒートポンプに電力を供給する電源と、ヒートポンプを制御する制御盤と、熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユーティリティユニットと、を備え、電源は、発電機または充電装置であり、ヒートポンプと熱交換器の間には二次冷媒が循環し、熱交換器において二次冷媒と熱消費設備からの熱媒体とが熱交換を行うことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、熱源システムは、移動可能な架台上に設置された熱源ユニットおよびユーティリティユニットからなるため、ユニット単位でトラック等によって輸送し、クレーンで現地に搬入することができる。そして各種の配管さえ接続すれば、ユニットのまま稼働を開始することができる。したがって、熱源としてのヒートポンプの一時的な設置と試運転が可能となる。これにより、顧客はヒートポンプの性能を実際の熱消費設備で確認することができるため、ヒートポンプの導入促進を図ることが可能となる。
【０００９】
またヒートポンプの一次冷媒が、熱交換器において二次冷媒を介して間接的に熱媒体と熱交換を行うことにより、熱源ユニットが複数のヒートポンプを備える場合であっても、熱消費設備からの熱媒体を供給する配管は熱交換器のみに接続すればよい。したがって、複数のヒートポンプ各々に熱媒体を供給する配管を敷設する必要がないため、配管設備を簡略化することができる。また複数のヒートポンプを負荷に応じて台数制御（稼働させる台数を増減させること）したり、架台上に載置するヒートポンプの台数を容易に変更したりすることができる。
【００１０】
上記のユーティリティユニットにおける二次冷媒の循環経路には、二次冷媒の圧力を調整する膨張タンクが設けられているとよい。これにより、循環経路における二次冷媒の過剰な内圧の上昇を防ぐことができる。したがって、内圧上昇による装置の破損を未然に防ぐことが可能となる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる熱源システムの他の構成は、蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環するヒートポンプと、ヒートポンプに電力を供給する電源と、ヒートポンプを制御する制御盤と、ヒートポンプ、電源、および制御盤を載置する移動可能な架台と、を備え、ヒートポンプには熱消費設備からの熱媒体が供給され、ヒートポンプにおいて一次冷媒と熱媒体とが熱交換を行うことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によっても、熱源システムの構成要素はすべて移動可能な架台に載置されるため、設置および撤去が容易であり、ヒートポンプの一時的な設置が可能となる。またヒートポンプが１台であるため、熱消費設備からの熱媒体を供給する配管をヒートポンプに直結することにより、間接熱交換のための熱交換器を省略してコストの削減を図ることが可能となる。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明にかかる熱供給方法の代表的な構成は、２つのユニットからなる熱源システムによる熱消費設備への熱供給方法であって、蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプを、移動可能な架台上に載置した熱源ユニットを設置し、変圧器として機能しヒートポンプに電力を供給する電源と、ヒートポンプを制御する制御盤と、熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユーティリティユニットを設置し、ヒートポンプと熱交換器を接続してこれらの間に二次冷媒を循環させ、熱交換器と熱消費設備の熱媒体の配管とを接続し、熱交換器において二次冷媒と熱消費設備からの熱媒体との熱交換を行うことを特徴とする。また本発明にかかる熱供給方法の他の構成は、２つのユニットからなる熱源システムによる熱消費設備への熱供給方法であって、蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプを、移動可能な架台上に載置した熱源ユニットを設置し、発電機または充電装置からなりヒートポンプに電力を供給する電源と、ヒートポンプを制御する制御盤と、熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユーティリティユニットを設置し、ヒートポンプと熱交換器を接続してこれらの間に二次冷媒を循環させ、熱交換器と熱消費設備の熱媒体の配管とを接続し、熱交換器において二次冷媒と熱消費設備からの熱媒体との熱交換を行うことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、移動可能な熱源ユニットおよびユーティリティユニットを一時的に設置し、ヒートポンプの一次冷媒と熱消費設備からの熱媒体との間接的な熱交換を行い、ヒートポンプを熱源とした熱供給を行うことが可能となる。なお、上述した熱源システムの技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該熱供給方法にも適用可能である。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明にかかる熱供給方法の他の構成は、１つのユニットからなる熱源システムによる熱消費設備への熱供給方法であって、蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを有し、これらを一次冷媒が循環する１または複数台のヒートポンプと、ヒートポンプに電力を供給する電源と、ヒートポンプを制御する制御盤と、熱消費設備からの熱媒体が供給される熱交換器とを、移動可能な架台上に載置したユニットを設置し、ヒートポンプと熱交換器を接続してこれらの間に二次冷媒を循環させ、熱交換器と熱消費設備の熱媒体の配管とを接続し、熱交換器において二次冷媒と熱消費設備からの熱媒体との熱交換を行うことを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によっても、移動可能なユニットすなわち熱源システムを一時的に設置して、上記と同様にヒートポンプを熱源とした熱供給を行うことが可能となる。なお、上述した熱源システムの技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該熱供給方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ヒートポンプを一時的に設置して試運転することを可能にすることにより、ヒートポンプの試用効果を確認することができ、顧客満足度を向上させ、ひいてはヒートポンプの導入促進を図ることが可能な熱源システムおよび熱供給方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態にかかる熱源システムの構成を示す図である。
【図２】第１実施形態にかかる熱源システムの導入状況を説明する図である。
【図３】第２実施形態にかかる熱源システムの構成を示す図である。
【図４】第３実施形態にかかる熱源システムの構成を示す図である。
【図５】第３実施形態にかかる熱源システムの導入状況を説明する図である。
【図６】第４実施形態にかかる熱源システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明にかかる給湯装置および給湯システムの好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる熱源システム１００の構成を示す図である。なお、図１中、一次冷媒が通過する配管を破線で、二次冷媒が通過する配管を実線で、熱媒体が通過する配管を一点鎖線で示し、各々の線の矢印は通過方向を示す。また制御盤１５２および電源１５４との接続関係は二点鎖線で示す。
【００２１】
図１に示す第１実施形態にかかる熱源システム１００は、熱消費設備１０２から供給される熱媒体と熱交換を行い、熱交換後の熱媒体を熱消費設備１０２に戻すことにより熱消費設備１０２への熱供給を行う。かかる熱源システム１００は、主に、移動可能な架台１０４ａ（図２参照）上に載置された熱源ユニット１１０と、移動可能な架台１０４ｂ（図２参照）上に載置されたユーティリティユニット１５０とから構成される。
【００２２】
熱源ユニット１１０は、架台１０４ａに載置された複数のヒートポンプ１１２ａ、１１２ｂおよび１１２ｃを備える。なお、本実施形態では熱源ユニット１１０が３つのヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃを備える構成としたが、これに限定するものではなく、ヒートポンプの数は任意に変更することが可能である。これらのヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃは同一の構成を有するため、以下、特に断りのない限りヒートポンプ１１２ａを例示して説明する。
【００２３】
ヒートポンプ１１２ａでは、内部の一次冷媒循環経路１２０に一次冷媒が循環している。かかる一次冷媒としてフロンが好適であるが、これに限定するものではなく、他の冷媒を用いてもよい。そして、一次冷媒循環経路１２０上には、蒸発器１２２、圧縮機１２４、凝縮器１２６および膨張弁１２８が設けられている。
【００２４】
蒸発器１２２は、一次冷媒と外気との熱交換を行う。これにより、一次冷媒は外気（大気中）の熱を吸熱して蒸発する。かかる蒸発器１２２は送風機１２２ａを備えており、送風機１２２ａにより外気を蒸発器１２２に強制的に送出することで、熱交換効率を向上させることができる。蒸発器１２２での熱交換後の一次冷媒は圧縮機１２４に流入する。圧縮機１２４はいわゆるポンプであり、電源１５４から供給される電力を利用して、一次冷媒を加圧し高圧状態とする。
【００２５】
圧縮機１２４で加圧された一次冷媒は凝縮器１２６に流入する。凝縮器１２６は、かかる一次冷媒と、ユーティリティユニット１５０からの二次冷媒との熱交換を行う。これにより、一次冷媒はその熱が二次冷媒に放熱されて凝縮する。詳細には、熱源ユニット１１０には、熱源側二次冷媒往き経路１３２および熱源側二次冷媒戻り経路１３４から構成される熱源側二次冷媒循環経路１３０が設けられており、かかる熱源側二次冷媒循環経路１３０を通過して二次冷媒が循環する。
【００２６】
熱源側二次冷媒往き経路１３２はヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃの上流側で往き分岐経路１３２ａ、１３２ｂおよび１３２ｃに分岐していて、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃ各々に設けられる凝縮器１２６の入口に接続される。熱源側二次冷媒戻り経路１３４は、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃの下流側で戻り分岐経路１３４ａ、１３４ｂおよび１３４ｃに分岐していて、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃ各々に設けられる凝縮器１２６の出口に接続される。そして、本実施形態では、戻り分岐経路１３４ａ〜１３４ｃ上にポンプ１３０ａが設けられている。このような構成により、ポンプ１３０ａを動力として、ユーティリティユニット１５０（厳密には後述する熱交換器１５６）からの二次冷媒を凝縮器１２６に循環させることが可能となる。
【００２７】
また本実施形態では往き分岐経路１３２ａおよび戻り分岐経路１３４ａには開閉弁１３６ａが、往き分岐経路１３２ｂおよび戻り分岐経路１３４ｂには開閉弁１３６ｂが、往き分岐経路１３２ｃおよび戻り分岐経路１３４ｃには開閉弁１３６ｃが設けられている。これにより、開閉弁１３６ａ〜１３６ｃの開閉状態を制御すれば、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃのうち任意のヒートポンプのみに二次冷媒を循環させることができる。換言すれば、任意のヒートポンプのみを稼動させることができる。これにより、稼働させるヒートポンプの台数を負荷に応じて変更（台数制御）することが可能となる。
【００２８】
なお、本実施形態ではポンプ１３０ａを戻り分岐経路１３４ａ〜１３４ｃ上に設けたが、これに限定するものではなく、ポンプ１３０ａは往き分岐経路１３２ａ〜１３２ｃ上に設けられてもよい。またポンプ１３０ａはヒートポンプ１１２ａ内部、すなわち熱源ユニット１１０内部に設けられているが、これにおいても限定されず、ユーティリティユニット１５０側の二次冷媒が循環する配管上（後述する熱交換器側二次冷媒循環経路１６０上）に設けられていてもよい。
【００２９】
そして、凝縮器１２６における熱交換後の一次冷媒は、膨張弁１２８に流入し、膨張弁１２８において減圧状態とされて膨張冷却される。これにより、一次冷媒が蒸発器１２２において再度外気の熱を吸収することができ再利用可能となる。一方、凝縮器１２６において一次冷媒と熱交換を行った二次冷媒は熱源側二次冷媒戻り経路１３４によりユーティリティユニット１５０に戻る。
【００３０】
ユーティリティユニット１５０は、移動可能な架台１０４ｂに載置された制御盤１５２、電源１５４および熱交換器１５６を備える。制御盤１５２は、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃを含めた熱源システム１００全体の動作を制御する。かかる制御盤１５２には、設備担当者が操作（指示入力）するためのスイッチ類（不図示）や、当該熱源システム１００の運転状況を表示する圧力計や電圧計などの計器類（不図示）が設けられている。また制御盤１５２には商用電源（不図示）から電力が供給され、制御盤１５２を介してユーティリティユニット１５０の各装置に電力が供給される。
【００３１】
電源１５４は、制御盤１５２を介して商用電源から供給された電力を熱源ユニット１１０のヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃに供給する。このとき、電源１５４は、商用電源からの電力の電圧を、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃの動作電圧と一致するように調整する。すなわち、電源１５４は変圧器として機能する。
【００３２】
なお、上記の電源１５４を発電機や充電装置とすることにより、単体で電力供給を行うこともできる。これにより、停電時等、商用電源から電力供給が行われない場合であっても、当該電源１５４から電力を供給して熱源ユニット１１０を動作させることが可能となる。
【００３３】
熱交換器１５６は、二次冷媒と、熱消費設備１０２からの熱媒体との熱交換を行う。詳細には、熱交換器１５６には、熱交換器側二次冷媒往き経路１６２および熱交換器側二次冷媒戻り経路１６４から構成され、二次冷媒が通過する熱交換器側二次冷媒循環経路１６０が接続されている。熱交換器側二次冷媒往き経路１６２は、一端が熱交換器１５６の入口に接続され、他端が後述するユニット接続管１８０ａにより熱源側二次冷媒戻り経路１３４に接続されている。熱交換器側二次冷媒戻り経路１６４は、一端が熱交換器１５６の出口に接続され、他端がユニット接続管１８０ａにより熱源側二次冷媒往き経路１３２に接続されている。これらにより、二次冷媒が、熱源側二次冷媒循環経路１３０および熱交換器側二次冷媒循環経路１６０を通過して凝縮器１２６すなわちヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃ、および熱交換器１５６を循環する。
【００３４】
熱交換器１５６と熱消費設備１０２とは、熱媒体循環経路１７０によって接続される。熱媒体循環経路１７０は、熱媒体往き経路１７２と熱媒体戻り経路１７４とから構成される。熱媒体往き経路１７２は、一端が熱交換器１５６の入口に、他端が後述するユニット接続管１８０ａを介して熱消費設備１０２に接続されている。熱媒体戻り経路１７４は、一端が熱交換器１５６の出口に、他端がユニット接続管１８０ａを介して熱消費設備１０２に接続されている。そして、本実施形態では熱媒体往き経路１７２上にポンプ１７０ａが設けられている。これにより、ポンプ１７０ａを動力として、熱消費設備１０２からの熱媒体が熱媒体循環経路１７０を通過して熱交換器１５６に供給される。
【００３５】
なお、本実施形態では、ポンプ１７０ａは熱媒体往き経路１７２に設けられているが、これに限定するものではなく、熱媒体戻り経路１７４に設けられていてもよい。更には、ポンプ１７０ａは必ずしもユーティリティユニット１５０側に設けられている必要はなく、熱消費設備１０２側の熱媒体の循環経路（不図示）に設けられていてもよい。
【００３６】
上記構成により、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃで加熱された二次冷媒と、熱消費設備１０２の熱媒体とが、熱交換器１５６において熱交換される。すなわち、熱交換器１５６においては、二次冷媒を介して一次冷媒と熱媒体との間接的な熱交換が行われる。このように一次冷媒と熱媒体とが間接熱交換を行うことにより、熱源ユニット１１０が複数のヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃを備える場合であっても、熱消費設備１０２からの熱媒体を供給する配管、すなわち熱媒体循環経路１７０は熱交換器１５６のみに接続すれば足りる。このため、複数のヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃ各々に熱媒体を供給する配管を敷設する必要がなく、配管設備を簡略化することができる。
【００３７】
更に、上記のようにヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃに対する二次冷媒の配管、すなわち熱源側二次冷媒循環経路１３０は熱源ユニット１１０内にしか設けられていない。このため、ユーティリティユニット１５０および熱消費設備１０２の改変を伴うことなく、架台１０４ａ上に載置（装備）するヒートポンプの台数を容易に変更することもできる。
【００３８】
また本実施形態では、ユーティリティユニット１５０は膨張タンク１５８を更に備える。かかる膨張タンク１５８は、二次冷媒供給配管１５８ａと熱交換器側二次冷媒循環経路１６０との間に設けられ、熱源側二次冷媒循環経路１３０および熱交換器側二次冷媒循環経路１６０を循環する二次冷媒の圧力を調整する。
【００３９】
詳細には、膨張タンク１５８は、二次冷媒の温度が上昇して体積膨張が生じた際にその膨張を吸収する。これにより、二次冷媒の圧力が調整され、熱源側二次冷媒循環経路１３０および熱交換器側二次冷媒循環経路１６０における二次冷媒の過剰な内圧の上昇を防ぐことができる。したがって、内圧上昇による装置の破損を未然に防ぐことが可能となる。また二次冷媒供給配管１５８ａには流量調整弁１５８ｂが設けられており、かかる流量調整弁１５８ｂを制御することにより、熱交換器側二次冷媒循環経路１６０への二次冷媒の供給量や膨張タンク１５８における二次媒体の貯留量を調整することが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、二次冷媒として水を用いることを想定するが、これに限定するものではなく、不凍液や油、フロンなど他の種類の冷媒を用いてもよい。また膨張タンク１５８はユーティリティユニット１５０の必須構成要素ではないため必要に応じて設ければよいが、これを設けることにより上述した利点を得ることができる。
【００４１】
次に、上述した熱源ユニット１１０およびユーティリティユニット１５０からなる熱源システム１００による熱消費設備１０２への熱供給方法について説明する。図２は、第１実施形態にかかる熱源システムの導入状況を説明する図である。図２に示すように、熱源ユニット１１０は架台１０４ａに、ユーティリティユニット１５０は架台１０４ｂに載置される。本実施形態では架台１０４ａおよび１０４ｂは枠体から構成される。そして、かかる架台１０４ａおよび１０４ｂにクレーン１０６のワイヤ１０６ａを接続して吊上げることにより架台１０４ａおよび１０４ｂに載置された熱源ユニット１１０およびユーティリティユニット１５０をユニットごとに移動することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では架台１０４ａおよび１０４ｂを枠体から構成したが、これに限定するものではない。かかる架台１０４ａおよび１０４ｂは、板状、箱状等、熱源ユニット１１０およびユーティリティユニット１５０を載置可能な形状であればいかなる形状でもよい。
【００４３】
そして、クレーン１０６でトラック等（不図示）の移動手段に積載することにより、当該熱源システム１００を設置先（本実施形態においては熱消費設備１０２）に搬送し、設置先において再度クレーン１０６によって移動する。その後、設置先において、熱源ユニット１１０を架台１０４ａごと設置し、ユーティリティユニット１５０を架台１０４ｂごと設置する。このように、本実施形態の熱源システム１００は移動可能であるため、搬入および設置が容易である。したがって、熱源としてのヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃの一時的な設置が可能となる。
【００４４】
次に、熱源側二次冷媒循環経路１３０と熱交換器側二次冷媒循環経路１６０をユニット接続管１８０ａによって連結することにより、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃと熱交換器１５６を接続し、これらの間に二次冷媒を循環させる。これと並行して、熱媒体循環経路１７０と、熱消費設備１０２内の熱媒体の配管（不図示）とを設備接続管１８０ｂによって連結することにより、熱交換器１５６と熱消費設備１０２を接続し、これらの間に熱媒体を循環させる。これにより、ヒートポンプの１２６において一次冷媒と二次冷媒との熱交換が行われ、熱交換器１５６において二次冷媒と熱媒体との熱交換が行われる。すなわちヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃの一次冷媒と間接的な熱交換を行った熱媒体を熱消費設備１０２に供給し、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃを熱源とした熱供給を行うことができ、試運転が可能となる。
【００４５】
上記説明したように、第１実施形態にかかる熱源システム１００によれば、熱源ユニット１１０およびユーティリティユニット１５０は共に移動可能な架台上に設置されるため、ユニット単位での輸送や搬入が可能となる。そして、その２つのユニットを設置先に設置した後に各種の配管さえ接続すれば、ユニットのまま稼働を開始することができる。したがって、熱源としてのヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃの一時的な設置と試運転が可能となるため、顧客はヒートポンプの性能を実際の熱消費設備で確認することができ、顧客満足度を向上させ、ひいてはヒートポンプの導入促進を図ることが可能となる。
【００４６】
なお、本実施形態では、熱媒体を加熱する場合を例示したが、これに限定するものではない。一次冷媒循環経路１２０に四方弁（不図示）を設けて、かかる一次冷媒循環経路１２０における一次冷媒の循環方向を逆転させれば、ヒートポンプ１１２ａ〜１１２ｃにおいて一次冷媒を冷却し、その冷熱を二次冷媒を介して熱媒体に移動させ、熱媒体を冷却することも可能となる。この場合、二次冷媒の循環方向と熱媒体の循環方向も逆転させることが好ましい。これにより、一次冷媒、二次冷媒および熱媒体のすべてを対向流として熱交換効率が向上するからである。
【００４７】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態にかかる熱源システム２００の構成を示す図である。なお、第１実施形態の熱源システム１００の構成要素と実質的に同一の機能や構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図３中の破線、実線、一点鎖線および二点鎖線は図１と同様の経路および接続関係を意味している。
【００４８】
図３に示すように、第２実施形態の熱源システム２００は、熱源ユニット２１０に設けられるヒートポンプが１台である点において、第１実施形態の熱源システム１００と大きく異なる。詳細には、熱源ユニット２１０では、架台１０４ａ（図２参照）にヒートポンプ１１２ａのみが載置される。そして、熱源側二次冷媒往き経路１３２および熱源側二次冷媒戻り経路１３４は分岐せずに凝縮器１２６の入口および出口に接続される。
【００４９】
上記構成のように、熱源ユニット２１０に設けられるヒートポンプは１つのみでもよい。これにより、熱消費設備１０２側の負荷に対してヒートポンプが１台しか必要ない場合に、不必要にヒートポンプの台数を増やすことがなく、設備コストの削減を図れる。そして、熱源システム２００においてもユーティリティユニット１５０に熱交換器１５６が設けられていることにより、熱源システム２００の試運転をした結果、ヒートポンプの増設を検討したい場合等に、架台１０４ａに追加のヒートポンプを設置し、熱源側二次冷媒往き経路１３２および熱源側二次冷媒戻り経路１３４を分岐させて追加のヒートポンプに接続するだけで、ヒートポンプの台数が異なる条件で試運転を更に行うことが可能となる。
【００５０】
（第３実施形態）
図４は、第３実施形態にかかる熱源システム３００の構成を示す図である。図５は、第３実施形態にかかる熱源システム３００の導入状況を説明する図である。なお、第１実施形態の熱源システム１００の構成要素と実質的に同一の機能や構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図４中の破線、実線、一点鎖線および二点鎖線は図１と同様の経路および接続関係を意味している。
【００５１】
第３実施形態の熱源システム３００は、上述した熱源ユニット１１０およびユーティリティユニット１５０（図１参照）の構成要素が１つの架台に設置されてパッケージングされている（１つのユニットとなっている）点と、熱交換器１５６（図１参照）を備えない点において、第１実施形態の熱源システム１００と大きく異なる。詳細には、図５に示すように、熱源システム３００では、ヒートポンプ１１２ａ、制御盤１５２および電源１５４が、移動可能な１つの架台３０４ａに載置されている。
【００５２】
そして、図４に示すように、凝縮器１２６には、熱消費設備１０２からの熱媒体が循環する熱媒体循環経路３７０が直接接続される。熱媒体循環経路３７０は熱媒体往き経路３７２および熱媒体戻り経路３７４から構成されている。熱媒体往き経路３７２は、熱消費設備１０２から凝縮器１２６の入口に接続され、熱媒体戻り経路３７４は、凝縮器１２６の出口から熱消費設備１０２に接続される。換言すれば、熱消費設備１０２からの熱媒体を供給する熱媒体循環経路３７０はヒートポンプ１１２ａに直結される。そして、熱媒体循環経路３７０上（本実施形態では熱媒体往き経路３７２上）にはポンプ１７０ａが設けられている。これらにより、ポンプ１７０ａを動力として、熱消費設備１０２からの熱媒体が熱媒体循環経路３７０を通過して凝縮器１２６に供給される。
【００５３】
上記構成により、ヒートポンプ１１２ａの凝縮器１２６では、一次冷媒と熱媒体とが直接的な熱交換を行うこととなる。これにより、熱消費設備１０２側の負荷に対してヒートポンプが１台しか必要ないことが明らかな場合、すなわち試運転に際してヒートポンプの増設を考慮する必要がない場合に、間接的な熱交換のための熱交換器１５６（図１参照）を省略してコストの削減を図ることができる。また熱源システム３００の構成要素は１台の架台に載置されるため、輸送、搬入、および設置を更に容易にすることが可能となる。
【００５４】
（第４実施形態）
図６は、第４実施形態にかかる熱源システム４００の構成を示す図である。なお、上述した他の実施形態の熱源システム１００の構成要素と実質的に同一の機能や構成を有する要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図６中の破線、実線、一点鎖線および二点鎖線は図１と同様の経路および接続関係を意味している。
【００５５】
第４実施形態の熱源システム４００は、ヒートポンプが１台であり、上述した熱源ユニット１１０およびユーティリティユニット１５０（図１参照）の構成要素が１つの架台に設置されてパッケージングされている（１つのユニットとなっている）点において、第１実施形態の熱源システム１００と大きく異なる。
【００５６】
詳細には、図６に示すように、熱源システム４００では、ヒートポンプ１１２ａ、制御盤１５２、電源１５４および熱交換器１５６が、移動可能な１つの架台３０４ａ（図５参照）に載置される。このとき、熱源システム４００が１つのユニットとなっているため、ユニット接続管１８０ａは不要となる。したがって、凝縮器１２６と熱交換器１５６とは、二次冷媒往き経路４３２および二次冷媒戻り経路４３４からなる二次冷媒循環４３０により接続され、これらの間に二次冷媒が循環する。
【００５７】
上記説明したように、第４実施形態の熱源システム４００によっても、その構成要素はすべて移動可能な架台上に設置されるため、ユニット単位での輸送や搬入が可能となる。そして、熱交換器１５６が設けられていることにより、熱源システム４００におけるヒートポンプの増設の検討することもできる。なお、熱源システム４００では、ヒートポンプを１台のみ備える場合を例示したが、これに限定するものではなく、ヒートポンプの台数は任意に定めることが可能である。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、工場などの熱消費設備に仮設されて、かかる熱消費設備に熱を供給する仮設熱源システム、およびこの仮設熱源システムによる熱消費設備への熱供給方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１００…熱源システム、１０２…熱消費設備、１０４ａ…架台、１０４ｂ…架台、１０６…クレーン、１０６ａ…ワイヤ、１１０…熱源ユニット、１１２ａ…ヒートポンプ、１１２ｂ…ヒートポンプ、１１２ｃ…ヒートポンプ、１２０…一次冷媒循環経路、１２２…蒸発器、１２４…圧縮機、１２６…凝縮器、１２８…膨張弁、１３０…熱源側二次冷媒循環経路、１３０ａ…ポンプ、１３２…熱源側二次冷媒往き経路、１３２ａ…往き分岐経路、１３２ｂ…往き分岐経路、１３２ｃ…往き分岐経路、１３４…熱源側二次冷媒戻り経路、１３４ａ…戻り分岐経路、１３４ｂ…戻り分岐経路、１３４ｃ…戻り分岐経路、１３６ａ…開閉弁、１３６ｂ…開閉弁、１３６ｃ…開閉弁、１５０…ユーティリティユニット、１５２…制御盤、１５４…電源、１５６…熱交換器、１５８…膨張タンク、１５８ａ…二次冷媒供給配管、１５８ｂ…流量調整弁、１６０…熱交換器側二次冷媒循環経路、１６２…熱交換器側二次冷媒往き経路、１６４…熱交換器側二次冷媒戻り経路、１７０…熱媒体循環経路、１７０ａ…ポンプ、１７２…熱媒体往き経路、１７４…熱媒体戻り経路、１８０ａ…ユニット接続管、１８０ｂ…設備接続管、２００…熱源システム、２１０…熱源ユニット、３００…熱源システム、３７０…熱媒体循環経路、３７２…熱媒体往き経路、３７４…熱媒体戻り経路、４００…熱源システム、４３２…二次冷媒往き経路
【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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