(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの流体循環回路を有する工業用流体循環システムであって、
前記流体循環回路を通して流体を循環させるように並列に接続されており且つ並行して動作する複数のポンプと、
各ポンプを駆動するセパレートモータと、
前記システム及び前記流体循環回路にかかる動作負荷を検知する負荷検出器と、
前記システムにかかる前記検出された負荷に応じて、各々の前記モータの速度を変更し、それにより、各々の前記ポンプのポンピング容量を変更する速度制御器とを備え、
前記流体循環回路を通して流体を循環させている前記ポンプのうちの少なくとも２つは、任意の時間に動作しており、
前記流体循環回路の各々の動作中のポンプは、実質的に同様な速度で同時に動作し、且つ、前記流体循環回路の所定の同じ減少速度、前記回路のほぼ同じ減少速度、又は前記回路の同様な減少速度で動作し、これにより、各ポンプが、任意の時間に全容量未満で動作する、
工業用流体循環システム。
【請求項２】
前記流体循環回路は、１つ又は複数の２次流体回路を有し、
前記複数のポンプは、前記２次流体回路の各々を通して流体を循環させる、各循環回路用の少なくとも同様な容量の少なくとも２つのポンプを備え、前記ポンプの動作は、システム負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に従って制御される、
請求項１に記載の工業用流体循環システム。
【請求項３】
前記速度制御器は、複数の可変速度ドライブを備え、各可変速度ドライブは、関連するポンプを動作させるように前記セパレートモータのうちの１つに関連付けられている、請求項１又は２に記載の工業用流体循環システム。
【請求項４】
前記システム負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断は、前記複数のポンプの各々の動作速度を設定する、請求項１又は２に記載の工業用流体循環システム。
【請求項５】
前記流体循環回路は、冷却システムを備え、
前記冷却システムは、少なくとも１つの冷水回路、凝縮器水回路、及びボイラ水回路を有し、
前記複数のポンプは、前記冷水回路、前記凝縮器水回路、及び前記ボイラ水回路の各々を通して水を循環させるように、前記冷水回路、前記凝縮器水回路、及び前記ボイラ水回路の各々用に少なくとも２つのポンプを備え、前記ポンプの動作は、前記システム負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に従って制御される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の工業用流体循環システム。
【請求項６】
冷却システム負荷は、電力センサを使用して、少なくとも１つの動作中の冷却装置の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより決定される、又は回転速度計を使用して、前記少なくとも１つの動作中の冷却装置の圧縮器の速度を測定することにより決定される、又は前記水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラ水の温度を測定することにより決定される、請求項５に記載の工業用流体循環システム。
【請求項７】
前記冷却システム負荷、前記所定の目標、又は専門家の手作業の判断は、それぞれの回路の所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する複数の凝縮器水ポンプ、冷水ポンプ、及びボイラポンプ、から選択された複数のポンプの動作を設定する、請求項５又は６に記載の工業用流体循環システム。
【請求項８】
前記冷却システム負荷は、それぞれの回路の所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で、且つ、前記冷却システムの現在の電力比及び負荷のいずれかの固定比である電力設定で動作する複数の凝縮器水ポンプ、冷水ポンプ、及びボイラポンプ、から選択された複数のポンプの動作を設定する、請求項５に記載の工業用流体循環システム。
【請求項９】
前記システムは、可変容量の圧縮型の冷却流体冷却システムを備え、
前記冷却流体冷却システムは、単一回路冷水システムを備え、
前記単一回路冷水システムは、
少なくとも２つの冷水ポンプと、
前記冷水ポンプの各々に電力供給する可変速度ドライブ回路と、
複数の冷却負荷に動作可能に結合した蒸発器を有する冷却装置であって、更に、前記冷却装置に戻るように導く吸引ラインを有する冷却装置と、
熱交換関係にある状態で前記冷却装置を通過し、且つ、冷却される水と、
前記冷水ポンプの各々を駆動するモータと、
前記モータの速度を変更する装置と、
前記冷却装置を出る水の温度を検知するセンサと、
システム圧縮器にかかる現在の負荷に応じて前記可変速度ドライブ回路を制御して、前記圧縮器にかかる負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記少なくとも２つの冷水ポンプの動作を調節する、制御器と、
を備える請求項１から８のいずれか一項に記載の工業用流体循環システム。
【請求項１０】
各流体循環回路は、少なくとも２つの１次冷水ポンプ及び少なくとも２つの２次冷水ポンプを有する１次−２次熱吸収冷水回路を備え、
前記速度制御手段は、各１次冷水ポンプに電力供給する可変速度ドライブ回路及び各２次冷水ポンプに電力供給する可変速度ドライブ回路、から選択された可変速度ドライブ回路を備え、
前記システムは更に、
複数の冷却負荷に動作可能に結合した蒸発器を有する少なくとも２つの冷却装置であって、前記蒸発器は、所定の負荷条件に応じて、少なくとも２つの冷却装置が動作し続けるか、あるいは、少なくとも１つの冷却装置が動作し続け、且つ、別の冷却装置が停止したまま又はスタンドバイ状態のままとなるようプログラムされている、２つ以上の冷却装置と、
前記冷却装置に戻るように導く吸引ラインと、
熱交換関係にある状態で前記冷却装置を通過し、且つ、冷却される水と、
前記所定の動作中の１次冷水ポンプ及び２次冷水ポンプから選択された冷水ポンプを駆動する複数のモータを備える前記モータと、
前記動作中のモータの速度を変更する装置と、
前記動作中の冷却装置の少なくとも１つを出る水の温度を検知するセンサと、
動作中の圧縮器にかかる現在の負荷に応じて、前記動作中の可変速度ドライブ回路を制御して、前記動作中の圧縮器にかかる負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に応じて、それぞれの回路の所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記所定の複数の１次冷水ポンプ及び複数の２次冷水ポンプから選択された冷水ポンプの動作を調節する、構成と、
を備える請求項１から９のいずれか一項に記載の工業用流体循環システム。
【請求項１１】
前記流体循環回路の１つは、熱廃棄凝縮器水回路であり、
前記熱廃棄凝縮器水回路は、少なくとも２つの凝縮器水ポンプを備え、
前記速度制御器は、
前記凝縮器水ポンプの各々に電力供給する可変速度ドライブ回路と、
複数の冷却タワーに動作可能に結合した凝縮器を有する冷却装置であって、更に、凝縮器を有する前記冷却装置に戻るように導く吸引ラインを有する冷却装置と、
熱交換関係にある状態で凝縮器を有する前記冷却装置を通過し、且つ、加熱される水と、
前記少なくとも２つの動作中の凝縮器水ポンプを駆動する前記モータと、
前記モータの速度を変更する速度変更手段と、
前記冷却装置を出る水の温度を検知する温度センサ手段と、
関連する動作中の圧縮器にかかる現在の負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に応じて前記可変速度ドライブ回路を制御して、前記システムにかかる負荷に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記少なくとも２つの動作中の凝縮器水ポンプの動作を調節する、制御手段と、
を備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の工業用流体循環システム。
【請求項１２】
１つ又は複数の水又は他の流体の循環回路を有する工業用システムを動作させる方法であって、
前記回路のうちの複数の選択された回路を通して流体を循環させるように並列に接続された複数のポンプを用意するステップと、
各ポンプを駆動するように複数のセパレートモータを動作させ、これにより、少なくとも２つのポンプが、前記選択された回路を通して流体を循環させるように任意の時間に動作するステップと、
前記システム及び前記回路にかかる動作負荷を検知するステップと、
前記モータの速度を、それぞれの回路の所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度に変更し、それにより、前記システムにかかる前記検知された負荷に応じて、又は所定の目標に応じて、又は専門家の手作業の判断に応じて、各ポンプのポンピング容量を変更し、これにより、各ポンプが、任意の時間に全容量未満で動作するステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
各循環回路用の同じ容量又は同様な容量の２つ以上のポンプにより、流体を前記流体回路の１つ、複数、又は各々を通して循環させるステップと、
システム負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に従って、ポンプ動作を制御するステップと、
を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
各ポンプが、前記システム負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に応じて、各回路について、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度である実質的に同様な速度で同時に動作するよう、前記複数のポンプの各々について動作速度を設定するステップを含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
１つ又は複数の冷水回路、凝縮器水回路、及びボイラ水回路を有する冷却システムを用意するステップと、
各回路用の２つ以上のポンプを備える前記ポンプを使用して、水を、前記水回路の１つ、複数、又は各々を通して循環させるステップと、
システム負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に従って、ポンプ動作を制御するステップと、
を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
電力センサを使用して、動作中の冷却装置の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、冷却システム負荷を決定する、又は回転速度計を使用して、動作中の冷却装置の圧縮器の速度を測定することにより、冷却システム負荷を決定する、又は前記水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラ水の温度を測定することにより、システム負荷を決定するステップを含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記冷却システム負荷、前記所定の目標、前記冷却システムの現在の電力比又は負荷の固定比である電力設定、又は専門家の手作業の判断を使用して、それぞれの回路の所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する複数の凝縮器水ポンプ、冷水ポンプ、及びボイラポンプ、から選択された複数のポンプの動作を設定するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
複数の流体循環回路を有する工業用流体循環システムであって、
前記システムは、可変容量の圧縮型の冷却流体冷却システムを備え、
前記冷却流体冷却システムは、単一回路冷水システムを備え、
前記単一回路冷水システムは、
並列に接続された少なくとも２つの動作する冷水ポンプと、
複数の冷却負荷に動作可能に結合した蒸発器を有する冷却装置であって、更に、前記冷却装置に戻るように導く吸引ラインを有する冷却装置と、
熱交換関係にある状態で前記冷却装置を通過し、且つ、冷却される水と、
前記冷水ポンプを駆動する複数のセパレートモータと、
前記モータの各々に電力供給して、前記冷水ポンプの速度を変更する可変速度ドライブ回路と、
前記冷却装置を出る水の温度を検知する温度検知器と、
システム圧縮器にかかる現在の負荷に応じて前記可変速度ドライブ回路を制御して、前記圧縮器にかかる負荷、所定の目標、又は専門家の手作業の判断に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記少なくとも２つの冷水ポンプの動作を調節し、これにより、各ポンプが、任意の時間に全容量未満で動作する、速度制御手段と、
を備える工業用流体循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、その内容が参照により本明細書に組み込まれた、２００６年２月２３日に出願されたオーストラリア仮特許出願第２００６９００９１１号からの優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、工業用プロセス効率化方法及びシステムに関し、特に、液体、スラリ、ガス、その他の流体、又は流体に似た材料を移動させるモータ駆動式ポンプを使用する任意の工業用プロセスの効率及びパフォーマンスを改善する方法及びシステムに関する。本発明は特に、（例えば建物を快適に調節するのに使用される）加熱、換気、及び空調システム（ＨＶＡＣ）の分野に応用される。より具体的には、本発明は、ＨＶＡＣシステム等において、流体の移動に関する全体的な動作パフォーマンス及び動作効率を改善する方法及びシステムを対象とする。
【０００３】
本発明は、クールルーム、紙処理、水及び／又は下水処理プラント、又は流体ポンピング等を備える任意のその他のシステム等、全ての工業エリアを通して広い応用範囲を有するが、本発明の理解をシンプル且つ容易にするために、本発明は、本明細書中において、ＨＶＡＣシステムにおける使用に関連付けて説明される。しかしながら、本発明は、このようなシステムにおける使用に限定されないことが理解されよう。
【背景技術】
【０００４】
圧縮型ＨＶＡＣシステム及び直接膨張空調機は、今日の建物について、最も普通に使用される冷却システムである。ＨＶＡＣシステム及び直接膨張空調機は、直接に冷却される空間から熱を吸収することにより（直接膨張空調機）、又は２次流体（例えば、水又は空気）を循環させることにより動作する。吸収され、また、冷却装置により発生した熱を廃棄することは、建物又は空間の外側の環境に熱を伝えることにより、ほとんど一般的に達成される。
【０００５】
知られているシステムは、通常、低圧の冷媒ガスを蒸発器から取り出し、それを高圧の熱ガスとして凝縮器内に放出する圧縮器を駆動するモータを有する。凝縮器において、熱ガス冷媒は、高圧の液体冷媒内に凝集され、高圧の液体冷媒は、蒸発器への冷媒の流量を調節する膨張デバイスを通って流れる。低圧の冷媒は、蒸発器を通して循環する冷水又は空気からの蒸発熱を吸収し、低圧の冷媒蒸気は、圧縮器の入口に引き戻され、サイクルが連続して繰り返される。
【０００６】
通常、こうした冷却装置は、圧縮器からの冷媒量を制限するスクロール又はベーン装置、又は、圧縮器の回転速度を制御する可変速装置、或いは、両方を調整すること等、部分負荷動作について冷却容量を調節する何らかの方法を有する。冷水／熱水又は冷たい空気／暖かい空気は、一般に、建物内での快適な調節のために、分配システムを通して循環する。
【０００７】
典型的なシステムでは、蒸発器から吸収される熱は、圧縮器により付加される熱と共に、凝縮器を通して、好ましくは、冷却タワー等を使用して外部空気に伝えられる。
【０００８】
水は、蒸発器により約４．４〜１０℃まで冷却されると、その後、冷水ポンプにより冷却負荷に送出される。冷却負荷は、空気がその中で冷却され、脱湿されるターミナル内に水冷却コイルを含んでもよい。
【０００９】
先行技術では、水冷却装置を冷水供給及び分配システム内に接続するいくつかの機構が使用される。更に、凝縮器水冷却用のいくつかの機構が使用される。しかし、以前に提案された全てのシステムは、負荷が最適設計負荷から変動するとき、非効率にさらされる。
【００１０】
例えば、冷却負荷が、部分負荷動作中に下がるとき、プラントループ（１次冷水回路）の水体積流量は、一定流量を維持し、全容量を維持する。これは、１次水回路の水流量のいずれの減少も、冷却装置の効率に悪い影響を及ぼす可能性があり、また、更に、冷却装置の不安定な動作をもたらす可能性があることがわかっているため、全ての冷却装置構成指針により推奨されることである。この関連で、オリジナルな一定流量機構に対して１次冷水回路の水流量を低下させることになる負荷に従って、減少速度で１次冷水ポンプを動作させようと試みる全ての先行技術は、冷却装置製造業者により推奨されない。
【００１１】
２次冷水回路（建物ループとしても知られる）の場合、冷却負荷が、部分負荷動作中に下がるとき、制御弁が部分的に閉じるため、水体積流量が、建物ループ内で減少する。従って、水ポンプは、全容量未満の負荷で、従って、最大効率未満で動作させられる。先行技術では、負荷に従って減少速度で２次冷水ポンプを動作させるために、可変速度ドライブが使用されてもよい。しかし、２次冷水回路の水流量もまた低下する。そして、エネルギー節約の程度は、本発明と比較して顕著でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、パフォーマンス及び効率を改善し、それにより、クールルーム、紙処理、水及び／又は下水処理プラント、又は流体ポンピング等を備える任意のその他のシステム等に応用される工業用システムにおけるエネルギーを大幅に節約する方法及びシステムを提供することが望ましい。
【００１３】
冷却装置／ボイラ制御又は他の工業用プロセス動作の不安定性を回避し、そのため、ＨＶＡＣシステム等の工業用システムにおいて冷却装置／ボイラの安定した動作を可能にすることも望ましい。
【００１４】
システム要求が最大負荷であろうと、部分負荷であろうと、制御不安定性を経験することなく動作することができる、新規で改良された工業用液体循環システム制御を提供することも望ましい。
【００１５】
オリジナル／トラディショナルな非効率なポンピング機構に代わり、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する複数のポンプ手段を、並列に流れる関係で組み込み、それにより、オリジナル／トラディショナルなポンピング機構の流量のパーセンテージに対して、最適流量又は同じ流量を提供することも望ましい。
【００１６】
所定の目標（ある流量、ある圧力差、冷水が出る所望の温度、所望の放出圧力等）を達成するように、又は、負荷信号に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する複数のポンプ手段を組み込むことも望ましい。
【００１７】
冷水ポンプ、ボイラポンプ、凝縮器水ポンプ、汎用ポンプ、及び工業用液体循環システム回路の配管等を含むそれぞれのコンポーネントの使用寿命を延長するために、工業用液体循環システムのコンポーネントを含む工業用プロセスの全てのコンポーネントの磨耗率を減少させることも望ましい。
【００１８】
システムの力率を改善し、それにより、要求チャージ及び関連するユーティリティコストを大幅に低減することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の広い態様によれば、１つ又は複数の流体循環回路を有する工業用システムが提供され、
前記システムは、
流体を前記回路の１つ、複数、又は各々を通して循環させる複数のポンプ手段と、
各々のポンプ手段を駆動するモータ手段と、
前記システム及び前記回路にかかる動作負荷を検知する負荷検知又は負荷検出手段と、
前記システムにかかる前記検出された負荷に応じて、前記モータ手段の速度を変更し、それにより、各々のポンプ手段のポンピング容量を変更する速度制御手段とを備える。
【００２０】
好ましくは、前記複数のポンプ手段の各々は、システム負荷に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作し、前記モータ手段は、各々のポンプ手段を駆動し、前記速度制御手段は、前記システムにかかる前記検出された負荷又は所定の目標（即ち、オリジナル／トラディショナルなポンピング機構に対して同じ流量）に応じて、前記モータ手段の速度を変更し、それにより、各々のポンプ手段のポンピング容量を変更する。
【００２１】
特定の実施形態では、前記ポンプは、冷水を循環させるクールルームにおいて、スラリ、冷却水、加熱水等を循環させるのに前記ポンプが使用される紙処理システムにおいて、水及び／又は下水処理プラントにおいて、並びに種々の目的で液体／流体が圧送される広い範囲の他の工業において使用されてもよい。
【００２２】
本発明の第２の態様によれば、冷却システムが提供され、
前記冷却システムは、
１つ又は複数の冷水回路、凝縮器水回路、及びボイラ水回路と、
前記回路の１つ、複数、又は各々を通して水を循環させる、同じ容量又は同様な容量の複数のポンプ手段であって、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する複数のポンプ手段と、
各々のポンプ手段を駆動するモータ手段と、
前記システムにかかる動作負荷を検知する負荷検出手段と、
前記システムにかかる前記検出された負荷又は前記システムに対する所定の目標（即ち、オリジナル／トラディショナルなポンピング機構に対して同じ流量）に応じて、前記モータ手段の速度を変更し、それにより、各々のポンプ手段のポンピング容量を変更する速度制御手段とを有する。
【００２３】
好ましい実施形態では、冷水回路、ボイラ水回路、及び凝縮器水回路を含むＨＶＡＣシステムの水分配回路の効率は、システム負荷又は所定の目標に従って、各回路用の２つ以上のポンプを、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度に制御することにより改善される。
【００２４】
好ましくは、本発明の実施形態は、関連するポンピングコンポーネントを動作させる複数の可変速度ドライブを採用する。冷却システム負荷は、即ち、電力センサを使用して、動作中の冷却装置の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラ水の温度を測定することにより、又は、負荷を推測可能な他の何らかの手段により、又は、所定の目標に追従する（即ち、オリジナルなポンピング機構の動作中の流量に対して同じ流量で動作する）ことにより示される。この戦略では、前記複数の凝縮器水ポンプ、冷水ポンプ、及びボイラポンプが、それぞれの回路のそれぞれの所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で、且つ、前記冷却システムの現在の電力比又は負荷の固定比（最大のパーセント及び制限を受ける）である電力設定で動作するような動作を設定し、オリジナル／トラディショナルな設計のポンピング機構に対して最適流量又は同じ流量を送出することができる。
【００２５】
好ましくは、前記方法は、前記循環システムの負荷レベルに応じて、それぞれの回路の所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する複数の冷水ポンプ、ボイラ水ポンプ、及び凝縮器水ポンプの制御及び統合を含む。
【００２６】
各々のデバイスについて電力設定点を設定するための本発明の実施形態で採用される一般的な式は、
ＰＲ−ＳＰ．ｓｕｂ．ｐｄ＝Ｃ＊ＰＲ．ｓｕｂ．ｌｏａｄ
で表される式としてもよい。
【００２７】
式中、ＰＲ−ＳＰ．ｓｕｂ．ｐｄは、制御される前記それぞれのポンピング手段の電力比（最大のパーセント）設定点である。
【００２８】
式中、ＰＲ．ｓｕｂ．ｌｏａｄは、回路、システム、ＨＶＡＣシステム／空調圧縮器、又は装置により利用される現在の負荷／電力比（最大のパーセント）である。
【００２９】
式中、Ｃは、選択された定数である。
【００３０】
上記式は、電力比設定点が低すぎて全ての流体流、例えば、全ての空気流又は水流が停止することになるのを防止する下限と、前記電力比設定点が、望ましくない流量及び圧力出力を決して超えないことを保証する上限とを有する。
【００３１】
特にＨＶＡＣシステムと共に使用するようになっている本発明の更なる態様によれば、可変容量の圧縮型の冷却流体冷却システムが提供され、
前記冷却流体冷却システムは、熱吸収回路（冷水回路としても知られる）を備え、
前記熱吸収回路は、
２つ以上の冷水ポンプと、
前記冷水ポンプの各々に電力供給する可変周波数ドライブ回路と、
複数の冷却負荷に動作可能に結合した蒸発器を有する冷却装置であって、更に、前記冷却装置に戻るように導く吸引ラインを有する冷却装置と、
熱交換関係にある状態で前記冷却装置を通過し、且つ、冷却される水と、
前記冷水ポンプを駆動するモータ手段と、
前記モータ手段の速度を変更する手段と、
前記冷却装置を出る水の温度を検知する手段と、
前記圧縮器にかかる現在の負荷又は所定の目標に応じて可変速度ドライブ回路を制御して、前記圧縮器にかかる負荷又は所定の目標に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する可変速度ポンプの動作を調節する手段とを備える。
【００３２】
好ましくは、前記冷却装置は、前記圧縮器を通る冷媒ガスの流量を調節する手段を備え、前記圧縮器にかかる現在の負荷を決定する手段は、前記圧縮器内の前記ガス流量調節手段の現在の状態に応じて、その決定を行う。
【００３３】
一形態では、前記圧縮器にかかる現在の負荷を決定する前記手段は、圧縮器モータに加えられる電力のレベル又は前記冷却装置を出る前記検知された水の温度に応じて、その決定を行う。或いは、前記可変速度ポンプの速度を同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度に同時に変更する前記手段を制御する手段は、専門家の手作業の判断に応じて動作する。
【００３４】
好ましくは、前記圧縮器にかかる現在の負荷を決定する前記手段、及び前記可変速度ドライブ回路を制御する手段は、全電力の所定のパーセンテージで前記可変速度ドライブ回路を調節し、それにより、複数の冷水ポンプを、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作させて、システム負荷を最大負荷以下にしつつ電力を節約にするよう構成される。
【００３５】
一実施形態では、前記ポンプは、対応する可変速度ドライブ回路により電力供給される可変速度ポンプを備え、更に、前記圧縮器にかかる現在の負荷又は所定の目標に応じて前記可変速度ドライブ回路を制御して、前記圧縮器にかかる負荷又は所定の目標に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記冷水ポンプの動作を調節する手段を備える。
【００３６】
別の形態では、前記可変速度ドライブ回路は、前記冷水ポンプに電力供給するように接続され、それにより、前記圧縮器にかかる負荷又は所定の目標に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記２つ以上のポンプの動作を調節する。
【００３７】
本発明の更なる態様によれば、熱吸収回路（冷水回路としても知られる）を備えるシステムが提供され、
前記熱吸収回路は、
３つ以上の冷水ポンプと、
前記冷水ポンプの各々に電力供給する可変速度ドライブ回路と、
蒸発器を有する２つの冷却装置であって、前記蒸発器は、一定程度の部分負荷に応じて、一方の冷却装置が動作し続け、且つ、他方の冷却装置が停止／スタンドバイ状態のままとなるか、あるいは、複数の冷却負荷に動作可能に結合した一定程度の全負荷に応じて、２つの冷却装置が動作し続けるようプログラムされている、２つの冷却装置と、
前記冷却装置に戻るように導く吸引ラインと、
熱交換関係にある状態で前記冷却装置を通過し、且つ、冷却される水と、
前記２つ以上の所定の動作中の冷水ポンプを駆動するモータ手段と、
前記２つ以上の動作中のモータ手段の速度を変更する手段と、
前記動作中の冷却装置を出る水の温度を検知する手段と、
動作中の圧縮器にかかる現在の負荷又は所定の目標に応じて、前記動作中の可変速度ドライブ回路を制御して、前記動作中の圧縮器にかかる負荷又は所定の目標に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記２つ以上の所定の冷水ポンプの動作を調節する手段とを備える。
【００３８】
好ましくは、この実施形態によれば、前記冷却装置は、前記圧縮器を通る冷媒ガスの流量を調節する手段を備え、前記圧縮器にかかる現在の負荷を決定する手段は、前記圧縮器内の前記ガス流量調節手段の現在の状態に応じて、その決定を行う。
【００３９】
好ましくは、前記動作中の圧縮器にかかる現在の負荷を決定する手段は、前記動作中の圧縮器のモータに加えられる電力のレベル又は前記動作中の冷却装置を出る前記検知された水の温度に応じて、その決定を行う。
【００４０】
好ましくは、前記２つ以上の所定の動作中の冷水ポンプの速度を同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度に同時に変更する前記手段を制御する手段は、専門家の手作業の判断に応じて動作する。
【００４１】
一機構では、前記動作中の圧縮器にかかる現在の負荷を決定する手段、及び前記動作中の可変速度ドライブ回路を制御する手段は、全電力の所定のパーセンテージで、前記動作中の可変速度ドライブ回路を調節し、それにより、前記２つ以上の動作中の冷水ポンプを、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作させて、システム負荷を最大負荷以下にしつつ電力を節約するよう構成される。
【００４２】
本発明の別の態様によれば、熱廃棄回路（凝縮器水回路としても知られる）を備える可変容量の圧縮型の冷却流体冷却システムが提供され、
前記熱廃棄回路は、
少なくとも２つの凝縮器水ポンプと、
前記凝縮器水ポンプの各々に電力供給する可変周波数ドライブ回路と、
複数の冷却タワーに動作可能に結合した凝縮器を有する冷却装置であって、更に、凝縮器を有する前記冷却装置に戻るように導く吸引ラインを有する冷却装置と、
熱交換関係にある状態で凝縮器を有する前記冷却装置を通過し、且つ、加熱される水と、
前記２つ以上の動作中の凝縮器水ポンプを駆動するモータ手段と、
前記モータ手段の速度を変更する手段と、
前記冷却装置を出る水の温度を検知する手段と、
前記圧縮器にかかる現在の負荷又は所定の目標に応じて前記可変速度ドライブ回路を制御して、前記動作中の圧縮器にかかる負荷又は所定の目標に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記２つ以上の動作中の凝縮器水ポンプの動作を調節する手段とを備える。
【００４３】
本発明のまた更なる態様によれば、１つ又は複数の水又は他の流体の循環回路を有する工業用システムを動作させる方法が提供され、前記方法は、水を前記回路の１つ、複数、又は各々を通して循環させる複数のポンプ手段、を用意するステップと、各々のポンプ手段を駆動するモータ手段を動作させるステップと、前記システム及び前記回路にかかる動作負荷を検知するステップと、前記モータ手段の速度を変更し、それにより、前記システムにかかる前記検知された負荷又は所定の目標に応じて、各々のポンプ手段のポンピング容量を変更するステップとを含む。
【００４４】
本発明の更なる態様によれば、複数の冷水ポンプ、凝縮器水ポンプ、及びボイラポンプを有する可変容量の圧縮型の冷却システムを動作させる方法が提供され、前記方法は、圧縮器の現在の負荷レベル又は追従する所定の目標を決定するステップと、前記圧縮器の現在の負荷レベル又は前記追従する所定の目標に応じて、それぞれの回路の所定の同じ減少速度、又はほぼ同じ減少速度で動作する複数の１次冷水ポンプ、２次冷水ポンプ、ボイラポンプ、及び凝縮器水ポンプのそれぞれの動作を調節するステップとを含む。
【００４５】
本発明の別の態様によれば、１つ又は複数の流体循環回路を有する工業用流体循環システムが提供され、
前記システムは、
流体を前記回路の１つ、複数、又は各々を通して循環させる複数のポンプ手段と、
各々のポンプ手段を駆動するモータ手段と、
前記システム及び前記回路にかかる動作負荷を検知する負荷検知又は負荷検出手段と、
前記システムにかかる前記検出された負荷に応じて、前記モータ手段の速度を変更し、それにより、各々のポンプ手段のポンピング容量を変更する速度制御手段とを備える。
【００４６】
本発明の更なる態様によれば、１つ又は複数の水又は他の流体の循環回路を有する工業用システムを動作させる方法が提供され、
前記方法は、
流体を前記回路の１つ、複数、又は各々を通して循環させる複数のポンプ手段、を用意するステップと、
各々のポンプ手段を駆動するモータ手段を動作させるステップと、
前記システム及び前記回路にかかる動作負荷を検知するステップと、
前記モータ手段の速度を、それぞれの回路の所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度に変更し、それにより、前記システムにかかる前記検知された負荷に応じて、又は所定の目標に応じて、又は専門家の手作業の判断に応じて、各々のポンプ手段のポンピング容量を変更するステップとを含む。
【００４７】
本発明のまた更なる態様によれば、複数の流体循環回路を有する工業用流体循環システムが提供され、
前記システムは、可変容量の圧縮型の冷却流体冷却システムを備え、
前記冷却流体冷却システムは、単一回路冷水システムを備え、
前記単一回路冷水システムは
少なくとも２つの冷水ポンプと、
複数の冷却負荷に動作可能に結合した蒸発器を有する冷却装置であって、更に、前記冷却装置に戻るように導く吸引ラインを有する冷却装置と、
熱交換関係にある状態で前記冷却装置を通過し、且つ、冷却される水と、
前記冷水ポンプを駆動するモータ手段と、
前記モータ手段の各々に電力供給して、前記冷水ポンプの速度を変更する可変速度ドライブ回路と、
前記冷却装置を出る水の温度を検知する手段と、
システム圧縮器にかかる現在の負荷に応じて前記可変速度ドライブ回路を制御して、圧縮器にかかる負荷に応じて、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する前記少なくとも２つの冷水ポンプの動作を調節する手段とを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明がより容易に理解されるよう、本発明の実施形態を、添付図面を参照しつつ説明する。
【００４９】
先行技術
図１は、典型的な圧縮サイクル冷却装置の主要なコンポーネントを示す。このシステムでは、モータ（１０１）は、圧縮器（１０２）を駆動し、圧縮器（１０２）は、吸引ライン（１０４）を通して蒸発器（１０３）から低圧冷媒ガスを取り出し、そのガスを圧縮し、高圧の熱ガスとして熱ガスライン（１０５）を通して凝縮器（１０６）内に放出する。凝縮器において、モータ（１１８）（ここでは図示せず）により駆動されたファンにより、凝縮器にわたって外部空気を吹き付けることにより、熱を外部空気に廃棄することにより、又は、凝縮器水ポンプ（１１７）を使用する凝縮器水回路（１１６）を通して冷却タワー（１０７）からぬるま湯（tepid water）に熱を廃棄することにより、熱ガス冷媒が液体内に凝縮される。凝縮された液体冷媒は、圧縮器の動作により低圧に保持される、蒸発器（１０３）への冷媒の流量を調節する膨張デバイス（１０９）を通って流れる。低圧環境は、冷媒が状態を変えてガスになるようにさせ、ガスになるにつれて、冷媒は、冷水又は蒸発器を通して循環する空気から必要とされる蒸発熱を吸収し、（１１０）で入り、（１１１）で出る。低圧冷媒蒸気は、圧縮器の入口に引き入れられ、サイクルは、連続して繰り返される。通常、こうした冷却装置は、圧縮デバイスからの冷媒量を制限するスクロール又はベーン装置（１１２）、又は、圧縮デバイスの回転速度を制御する可変速装置（１１３）、或いは、両方を調整すること等、部分負荷動作について冷却容量を調節する何らかの方法を有する。冷水／熱水又は冷たい空気／暖かい空気は、快適な調節のために、又は、建物内でのいくつかのプロセスのための冷却を提供するために、分配システム（１１５）を通して循環する。この回路（１１５）では、蒸発器（１０３）から吸収された熱は、圧縮器（１０２）により付加される熱と共に、凝縮器ファン（ここでは図示せず）又は冷却タワー（１０７）を通して外部空気に廃棄される。
【００５０】
蒸発器（１０３）により冷却された冷水（約４．４〜１０℃）は、その後、冷水ポンプ（１１４）により冷却負荷（１０８）に送出される。冷却負荷は、空気がその中で冷却され、脱湿されるＡＨＵ及びターミナル内に水冷却コイルを含む。冷却負荷（１０８）を通って流れた後、冷水は、（約１５．６〜１８．３℃）まで温度が上昇し、その後、蒸発器（１０３）に戻る。
【００５１】
先行技術では、水冷却装置を冷水供給及び分配システムに接続するいくつかの機構が存在する。図２は、典型的なプラント−スルー建物ループシステム（２００）（「単一回路システム（single circuit system）」としても知られる）を示す。プラント−スルー建物ループシステムは、水がその中をプラント（冷却装置／ボイラ）ポンプだけにより搬送される、冷水、熱水、又は２重温度水システムを含む。バイパススロットリング流を使用するプラント−スルー建物ループ水システムは、２方向制御弁が使用されて以来、商用建物で採用されてきた旧式の冷水／熱水システムの１つである。各冷却装置／ボイラ（２０１）について、対応するプラント定速度水ポンプ（２０２）が設置される。冷水又は熱水は、供給主幹部及び分岐部（２０７）並びに戻り主幹部及び分岐部（２０８）を通してコイル及びターミナル（２０４、２０５、及び２０６）に供給され、次いで冷却装置／ボイラ（２０１）に戻される。接合部（２１０）及び（２１１）において供給及び戻り主幹部を接続するクロスオーバブリッジ（２０９、共通パイプと呼ばれることがある）が存在する。バイパス２方向制御弁（２１２）は、クロスオーバブリッジ上に設置されることが多い。圧力差伝達器（２１３）及び圧力逃がし弁を使用して、部分負荷動作中にシステム圧力が増加する傾向にあるとき、バイパス２方向制御弁（２１２）の開きを調節することにより、供給及び戻り主幹部にわたって設定された圧力差が維持される。水の一部分は、制御弁内で絞られ、バイパスクロスオーバ（２０９）を通して流れる。水の一部分は、その後、戻り主幹部（２０８）からの水と結合し、冷却装置／ボイラ（２０１）に戻る。冷却装置／ボイラ（２０１）において、一定流量（又は、ほぼ一定流量）が維持される。
【００５２】
バイパススロットリング制御を使用するプラント−スルー建物ループは、部分負荷動作中に、それほど多くのポンピングエネルギーを節約することができず、更に多くのエネルギーを消費することがある。必要以上の余剰エネルギーは、機械的手段により消散される。バイパススロットリング制御を使用するプラント−スルー建物ループは、小規模プロジェクト、特に、プラント−建物ループシステムのために、所定の空間が利用可能でない場合がある改造において依然として用途を有する。
【００５３】
図３は、別の先行技術の冷却装置機構、プラント−建物ループ（３００）水システムを示す。これは、１次−２次ループ（又は回路）水システムとも呼ばれ、今日、世界中で大規模商用ＨＶＡＣ設置の場合に広く採用される水システムである。プラント−建物ループ（３００）は、２つの配管ループ、即ち、プラントループ（１次ループ）（３０１）及び建物ループ（２次ループ）（３０２）からなる、冷水、熱水、又は２重温度水システムを含む。
【００５４】
プラントループ（１次ループ）（３０１）内には、冷却装置（３０３、３０４）、プラントポンプ（１次冷水ポンプ）（３０５、３０６）、隔壁膨張タンク、対応するパイプ及び取付け具、並びに制御システムが存在する。一定体積流量が、各冷却装置（３０３、３０４）の蒸発器内で維持される。プラントループ（３０１）内の冷水体積流量は、冷却装置（３０３又は３０４）及びその関連する冷却装置ポンプ（３０５、３０６）がオン又はオフするときに変動することになる。
【００５５】
建物ループ（２次ループ）（３０２）内には、冷却負荷（３１２、３１３）、建物ポンプ（２次冷水ポンプ）（３１４）、２方向制御弁（３２５、３２６）、及び制御システム、並びに、対応するパイプ、取付け具、及び付属品が存在する。建物ループ（３０２）内の水流量は、コイル負荷が、設計負荷から部分負荷へ変わるにつれて変わる。
【００５６】
短い共通パイプ（３２１）（バイパスと呼ばれることもある）は、これら２つのループ（３０１及び３０２）を接続し、２つのループを組み合わせてプラント−建物ループ（３００）にする。共通パイプ（３２１）は、１次水回路と２次水回路との間の流量の差が、いずれの回路の動作にも影響を及ぼさないことを保証する。共通パイプ（３２１）は、両方の回路用のバイパスの役をし、バイパスは、１次回路内で一定流量を維持するのに必要とされる。
【００５７】
設計負荷において、地点（３２２）で冷却装置（３０３、３０４）を出る冷水は、地点（３２３）において共通パイプ（３２１）、プラントループ（３０１）、及び建物ループ（３０２）の接合部を通して流れ、建物ポンプ（２次冷水ポンプ）（３１４）により取り出され、冷却負荷（３１２、３１３）に供給される。冷却負荷（３１２、３１３）から、冷水は、地点（３２４）において建物ループ（３０２）の別の接合部を通して戻る。共通パイプ内には、地点（３２３）から地点（３２４）の方向に流れる非常に少量のバイパス冷水だけが存在する。冷却負荷（３１２、３１３）から戻る冷水は、その後、共通パイプ（３２１）及びバイパスライン（３３０）からのバイパス水と組み合わされ、プラントポンプ（３０５、３０６）により取り出され、再び冷却するために、冷却装置（３０３、３０４）に入る。
【００５８】
冷却負荷（３１２、３１３）が、部分負荷動作中に下がると、制御弁（３２５、３２６）が部分的に閉じるため、水体積流量は、建物ループ（３０２）内で減少する。冷水は、その後、接合部（３２８）において２つの流れに分かれる。１つは、冷却負荷（３１２、３１３）に供給され、残りの水は、差圧センサ（３２９）により制御される弁（３２７）を通してバイパスライン（３３０）を通して流れることにより建物ループをバイパスし、プラントポンプ（３０５、３０６）により取り出され、冷却装置（３０３、３０４）に戻る。
【００５９】
図４は、ＨＶＡＣシステムの先行技術の凝縮器水回路（４００）を示す。この凝縮器水回路（４００）において、種々の冷却装置、即ち、圧縮器（４０４）及び冷却負荷（４０６）により発生する熱は、地点（４０７）において凝縮器水により吸収され、凝縮器水は、その後、凝縮器水ポンプ（４０９）により冷却タワー（４０２）を通り、その後、再び地点（４０８）において凝縮器（４０１）に戻るようにさせられる。この凝縮器（４０１）において、冷却タワー（４０２）の水ため（sump）からのぬるま湯が、ポンプ（４０９）により凝縮器（４０１）を通るように、その後、噴霧ノズル又は分配水路まで循環する。噴霧ノズル又は分配水路は、非常に大きな表面積を有す液滴に水を分解するスラット又はプラスチックフィルの上に水を分配し、それにより、モータにより駆動されるファンが、水の上に空気を強制的に送り、水の一部分を蒸発させて、水の断熱冷却を行う。冷却水は、水ために集まり、そこで、蒸発により失われた水が、水供給部から水を付加することにより作られる。タワー水ため内の水位は、弁を動作させる水位センサにより維持される。水ため内の水は、凝縮器（４０１）を通して取り出されて、冷却負荷から吸収された熱の蒸発器（４０３）を通した連続廃棄及び圧縮器（４０４）等の冷却装置により発生した熱の連続廃棄が行われる。
【００６０】
好ましい実施形態の詳細な説明
図５Ａは、図２に示すオリジナル／トラディショナルなポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する２つの冷水ポンプ／ボイラポンプの可変速制御を利用する本発明の一実施形態を示す。冷水／ボイラ回路（５００Ａ）（プラント−スルー建物ループシステム、「単一回路システム」としても知られる）、この場合、同じ容量又は同様な容量の２つの（冷水／ボイラ）ポンプ（５０２Ａ及び５０３Ａ）を配置して、水回路（５００Ａ）を通して、生成された冷水／熱水が搬送される。上記２つのポンプ（５０２Ａ及び５０３Ａ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。上記２つのポンプ（５０２Ａ及び５０３Ａ）及び各モータは、２つの可変速度ドライブ（５１２Ａ及び５１３Ａ）により制御され、２つのドライブは、コントローラ（５１４Ａ）により命令される。コントローラ（５１４Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（５０１Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラの温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システム（５００Ａ）に関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（５１５Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（５１６Ａ）を可変速度ドライブ（５１２Ａ及び５１３Ａ）に送出し、可変速度ドライブ（５１２Ａ及び５１３Ａ）は、（冷水／ボイラ水）ポンプ及び対応するモータ（５０２Ａ及び５０３Ａ）を動作させ、それにより、ポンプモータ（５０２Ａ及び５０３Ａ）が、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、水回路（５００Ａ）に関する最大負荷の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）で動作するように組み込まれた。
【００６１】
ＶＳＤ（５１２Ａ又は５１３Ａ）又は冷水ポンプ／ボイラポンプ（５０２Ａ又は５０３Ａ）並びに対応するモータが故障した場合、統合バイパススイッチ（本発明に関係しないため、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作して、動作中のモータが、全速で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００６２】
図６Ａは、図２に示すオリジナル／トラディショナルな設計のポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する３つの冷水ポンプ／ボイラポンプの可変速制御を利用する本発明の第２の実施形態を示す。冷水／ボイラ回路（６００Ａ）（プラント−スルー建物ループシステム、「単一回路システム」としても知られる）、この場合、同じ容量又は同様な容量の３つの（冷水／ボイラ）ポンプ（６０２Ａ、６０３Ａ、及び６１７Ａ）を配置して、水回路（６００Ａ）を通して、生成された冷水／熱水が搬送される。上記３つのポンプ（６０２Ａ、６０３Ａ、及び６１７Ａ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。上記３つのポンプ（６０２Ａ、６０３Ａ、６１７Ａ）及び各モータは、３つの可変速度ドライブ（６１２Ａ、６１３Ａ、６１８Ａ）により制御され、３つのドライブは、コントローラ（６１４Ａ）により命令される。コントローラ（６１４Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（６０１Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラの温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システム（６００Ａ）に関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（６１５Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（６１６Ａ）を可変速度ドライブ（６１２Ａ、６１３Ａ、６１８Ａ）に送出し、可変速度ドライブ（６１２Ａ、６１３Ａ、６１８Ａ）は、（冷水／ボイラ水）ポンプ及び対応するモータ（６０２Ａ、６０３Ａ、６１７Ａ）を動作させ、それにより、ポンプモータ（６０２Ａ、６０３Ａ、６１７Ａ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、水回路（６００Ａ）に関する最大負荷の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）で動作するように組み込まれた。
【００６３】
ＶＳＤ（６１２Ａ、６１３Ａ、６１８Ａ）又は冷水ポンプ／ボイラポンプ（６０２Ａ、６０３Ａ、６１７Ａ）並びに対応するモータが故障した場合、統合バイパススイッチ（図示せず）は、手動で又は自動で動作して、動作中のモータが、所定の速度で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００６４】
図７Ａは、１つの冷却装置が動作しているときの、図３に示すオリジナル／トラディショナルなポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する２つの１次冷水ポンプ／ボイラポンプの可変速制御を利用する本発明の第３の実施形態を示す。冷水／ボイラ回路（７００Ａ）（「プラント−建物ループシステム」、「１次−２次冷水／ボイラ水回路」としても知られる）、この場合、プラントループ（７０１Ａ）において、現在の負荷に従って、１つの冷却装置／ボイラ（７０３Ａ又は７０４Ａ）だけが平均時間で動作し、他の冷却装置／ボイラがスタンドバイ状態のままである場合、同じ容量又は同様な容量の２つのプラントポンプ（（７０５Ａ及び７０６Ａ）又は（７０５Ａ及び７０７Ａ）又は（７０６Ａ及び７０７Ａ）の組合せ）を配置して、プラントループ水回路（７０１Ａ）（「１次ループ」としても知られる）を通して、生成された冷水／ボイラ水が搬送される。それぞれの２つの所定のポンプ（７０５Ａ、７０６Ａ、及び７０７Ａの所定の組合せ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。ポンプ及び対応する駆動モータは、対応する可変速度ドライブ（ＶＳＤ）（７３０Ａはプラントポンプ７０５Ａに対応し、７３１Ａはプラントポンプ７０６Ａに対応し、７３２Ａはプラントポンプ７０７Ａに対応する）により制御され、上記ドライブ（７３０Ａ、７３１Ａ、７３２Ａ）は、コントローラ（７３３Ａ）により命令される。コントローラ（７３３Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置（７０３Ａ又は７０４Ａ）の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（７０３Ａ又は７０４Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラ水の温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システムに関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（７３４Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（７３５Ａ）をそれぞれの２つの所定の可変速度ドライブ（７３０Ａ、７３１Ａ、７３２Ａ）に送出し、可変速度ドライブ（７３０Ａ、７３１Ａ、７３２Ａ）は、対応する２つのプラントポンプ（７０５Ａ、７０６Ａ、７０７Ａの上記組合せ）を動作させ、それにより、対応する２つのポンプ（７０５Ａ、７０６Ａ、７０７Ａの上記組合せ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、水回路（７００Ａ）に関する最大負荷（制限を受ける）の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）で動作するように組み込まれた。
【００６５】
上述したように、可変速度ドライブ又はプラントポンプが故障した場合、統合バイパススイッチ（７３６Ａ、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作して、上記ポンプが、全速で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００６６】
図８Ａは、１つの冷却装置（８０３Ａ又は８０４Ａ）が動作しているときの、図３に示すオリジナル／トラディショナルな設計のポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する３つの１次冷水ポンプ／ボイラポンプの可変速制御を利用する本発明の第４の実施形態を示す。冷水／ボイラ回路（８００Ａ）（プラント−建物ループシステム）（「１次−２次冷水／ボイラ水回路」としても知られる）、この場合、プラントループ（８０１Ａ）において、現在の負荷に従って、１つの冷却装置／ボイラ（８０３Ａ又は８０４Ａ）が平均時間で動作する場合、同じ容量又はほぼ同じ容量の３つのプラントポンプ（８０５Ａ、８０６Ａ、及び８０７Ａ）を配置して、プラントループ水回路（８０１Ａ）（１次ループ）を通して、生成された冷水／ボイラ水が搬送される。
【００６７】
３つのポンプ（８０５Ａ、８０６Ａ、及び８０７Ａ）は、並列に接続され、図３に示すオリジナル／トラディショナルな設計のポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。３つのポンプ（８０５Ａ、８０６Ａ、及び８０７Ａ）及び対応するモータは、それぞれの可変速度ドライブ（ＶＳＤ８３０Ａはプラントポンプ８０５Ａに対応し、ＶＳＤ８３１Ａはプラントポンプ８０６Ａに対応し、ＶＳＤ８３２Ａはプラントポンプ８０７Ａに対応する）により制御され、上記ドライブ（８３０Ａ、８３１Ａ、８３２Ａ）は、コントローラ（８３３Ａ）により命令された。コントローラ（８３３Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置（８０３Ａ又は８０４Ａ）の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（８０３Ａ又は８０４Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラの温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システムに関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（８３４Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（８３５Ａ）を３つの可変速度ドライブ（８３０Ａ、８３１Ａ、８３２Ａ）に送出し、可変速度ドライブ（８３０Ａ、８３１Ａ、８３２Ａ）は、対応する３つのプラントポンプ（８０５Ａ、８０６Ａ、８０７Ａ）を動作させ、それにより、３つのプラントポンプ（８０５Ａ、８０６Ａ、及び８０７Ａ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、水回路（８００Ａ）に関する最大負荷の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）（制限を受ける）で動作するように組み込まれた。
【００６８】
可変速度ドライブ又はプラントポンプが故障した場合、統合バイパススイッチ（８３６Ａ、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作することができ、上記動作中のポンプが、所定の速度で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００６９】
図９Ａは、２つの冷却装置（９０３Ａ及び９０４Ａ）が動作しているときの、図３に示すオリジナル／トラディショナルな設計のポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する３つの１次冷水ポンプ／ボイラポンプの可変速制御を利用する本発明の第５の実施形態を示す。冷水／ボイラ回路（９００Ａ）（「プラント−建物ループシステム」、「１次−２次冷水／ボイラ水回路」としても知られる）、この場合、プラントループ（９０１Ａ）において、現在の負荷に従って、２つの冷却装置／ボイラ（９０３Ａ及び９０４Ａ）が平均時間で動作する場合、同じ容量又はほぼ同じ容量の３つのプラントポンプ（９０５Ａ、９０６Ａ、及び９０７Ａ）を配置して、プラントループ水回路（９０１Ａ）（「１次ループ」としても知られる）を通して、生成された冷水／ボイラ水が搬送される。
【００７０】
３つのポンプ（９０５Ａ、９０６Ａ、及び９０７Ａ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。３つのポンプ（９０５Ａ、９０６Ａ、及び９０７Ａ）及び対応するモータは、それぞれの可変速度ドライブ（ＶＳＤ９３０Ａはプラントポンプ９０５Ａに対応し、ＶＳＤ９３１Ａはプラントポンプ９０６Ａに対応し、ＶＳＤ９３２Ａはプラントポンプ９０７Ａに対応する）により制御され、上記ドライブ（９３０Ａ、９３１Ａ、９３２Ａ）は、コントローラ（９３３Ａ）により命令された。コントローラ（９３３Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置（９０３Ａ及び９０４Ａ）の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（９０３Ａ又は９０４Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラの温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システムに関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（９３４Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（９３５Ａ）を３つの可変速度ドライブ（９３０Ａ、９３１Ａ、９３２Ａ）に送出し、可変速度ドライブ（９３０Ａ、９３１Ａ、９３２Ａ）は、対応する３つのプラントポンプ（９０５Ａ、９０６Ａ、９０７Ａ）を動作させ、それにより、３つのプラントポンプ（９０５Ａ、９０６Ａ、及び９０７Ａ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、水回路（９００Ａ）に関する最大負荷の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）（制限を受ける）で動作するように組み込まれた。
【００７１】
可変速度ドライブ又はプラントポンプが故障した場合、統合バイパススイッチ（９３６Ｃ、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作することができ、上記動作中のポンプが、所定の速度で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００７２】
図１０Ａは、２つの冷却装置が動作しているときの、図３に示すオリジナル／トラディショナルなポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する４つの１次冷水ポンプ／ボイラポンプの可変速制御を利用する本発明の第６の実施形態を示す。冷水／ボイラ回路（１０００Ａ）（「プラント−建物ループシステム」、「１次−２次冷水／ボイラ回路」としても知られる）、この場合、プラントループ（１００１Ａ）において、現在の負荷に従って、２つの冷却装置／ボイラ（１００３Ａ及び１００４Ａ）が平均時間で動作する場合、同じ容量又はほぼ同じ容量の４つのプラントポンプ（１００５Ａ、１００６Ａ、１００７Ａ、１０３７Ａ）を配置して、プラントループ水回路（１００１Ａ）（１次ループ）を通して、生成された冷水／ボイラ水が搬送される。
【００７３】
４つのプラントポンプ（１００５Ａ、１００６Ａ、１００７Ａ、及び１０３７Ａ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。上記４つのポンプ（１００５Ａ、１００６Ａ、１００７Ａ、１０３７Ａ）及び対応するモータは、それぞれの可変速度ドライブ（ＶＳＤ１０３０Ａはプラントポンプ１００５Ａに対応し、ＶＳＤ１０３１Ａはプラントポンプ１００６Ａに対応し、ＶＳＤ１０３２Ａはプラントポンプ１００７Ａに対応し、ＶＳＤ１０３６Ａはプラントポンプ１０３７Ａに対応する）により制御され、上記ドライブ（１０３０Ａ、１０３１Ａ、１０３２Ａ、１０３６Ａ）は、コントローラ（１０３３Ａ）により命令された。コントローラ（１０３３Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置（１００３Ａ及び１００４Ａ）の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（１００３Ａ及び１００４Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラ水の温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システムに関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（１０３４Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（１０３５Ａ）をそれぞれの可変速度ドライブ（１０３０Ａ、１０３１Ａ、１０３２Ａ、１０３６Ａ）に送出し、可変速度ドライブ（１０３０Ａ、１０３１Ａ、１０３２Ａ、１０３６Ａ）は、対応するプラントポンプ（１００５Ａ、１００６Ａ、１００７Ａ、１０３７Ａ）を動作させ、それにより、４つのポンプ（１００５Ａ、１００６Ａ、１００７Ａ、１０３７Ａ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、水回路（１０００Ａ）に関する最大負荷の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）（制限を受ける）で動作するように組み込まれた。
【００７４】
可変速度ドライブ又はプラントポンプが故障した場合、統合バイパススイッチ（１０３６Ａ、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作することができ、上記動作中のポンプが、所定の速度で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００７５】
図１１Ａは、冷却装置が動作しているときの、図３に示すオリジナル／トラディショナルな設計のポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する２つの２次冷水ポンプ／ボイラポンプの可変速制御を利用する本発明の第７の実施形態を示す。冷水／ボイラ水回路（１１００Ａ）（「プラント−建物ループシステム」、「１次−２次冷水／ボイラ水回路」としても知られる）、この場合、プラントループ（１１０１Ａ）（１次ループとしても知られる）において、地点（１１２２Ａ）において冷却装置／ボイラ（１１０３Ａ、１１０４Ａ）を出る冷水／ボイラ水は、地点（１１２３Ａ）において共通パイプ（１１２１Ａ）、プラントループ（１１０１Ａ）、及び建物ループ（１１０２Ａ）の接合部を通って流れ、建物ポンプ（２次冷水／ボイラ水ポンプとも呼ばれる）（１１１４Ａ及び１１１５Ａ）により取り出され、冷却負荷（１１１２Ａ、１１１３Ａ）に供給される。同じ容量又はほぼ同じ容量の２つの建物ポンプ（２次冷水／ボイラ水ポンプ）（１１１４Ａ及び１１１５Ａ）を配置して、建物ループ水回路（１１０２Ａ）（「２次ループ」としても知られる）を通して、生成された冷水／ボイラ水が搬送される。
【００７６】
ポンプ（１１１４Ａ及び１１１５Ａ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。ポンプ（１１１４Ａ及び１１１５Ａ）及び対応するモータは、対応する可変速度ドライブ（ＶＳＤ１１３０Ａは建物ポンプ１１１４Ａに対応し、ＶＳＤ１１３１Ａは建物ポンプ１１１５Ａに対応する）により制御され、上記ドライブ（１１３０Ａ及び１１３１Ａ）は、コントローラ（１１３３Ａ）により命令された。コントローラ（１１３３Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置（１１０３Ａ、１１０４Ａ）の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（１１０３Ａ又は１１０４Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水／ボイラ水の温度を測定することにより、又は、建物ループ内の適切なロケーションに位置する圧力差送信機により、建物ループの圧力差を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システムに関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（１１３４Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、建物ポンプ（１１１４Ａ及び１１１５Ａ）についての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（１１３５Ａ）をそれぞれの２つの可変速度ドライブ（１１３０Ａ及び１１３１Ａ）に送出し、それぞれの２つの可変速度ドライブ（１０３０Ａ及び１０３１Ａ）は、対応する２つの建物ポンプ（１１１４Ａ及び１１１５Ａ）を動作させ、それにより、対応する２つの建物ポンプ（１１１４Ａ及び１１１５Ａ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、建物ループ回路（１１０２Ａ）に関する最大負荷（制限を受ける）の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）（制限を受ける）で動作するように組み込まれた。
【００７７】
上述したように、可変速度ドライブ又は建物ポンプが故障した場合、統合バイパススイッチ（１１３６Ａ、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作することができ、上記動作中のポンプが、所速で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００７８】
図１２Ａは、１つの冷却装置が動作しているときの、図４に示すオリジナル／トラディショナルな設計のポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する２つの凝縮器水ポンプの可変速制御を利用する本発明の第８の実施形態を示す。凝縮器水回路（１２００Ａ）、この場合、凝縮器水回路（１２００Ａ）において、同じ容量又はほぼ同じ容量の２つの凝縮器ポンプ（１２０６Ａ及び１２０７Ａ）を配置して、凝縮器水回路（１２００Ａ）を通して、冷却装置（１２０３Ａ）により生成された生成された凝縮器水が搬送され、冷却タワー（１２０２Ａ）を通して外部大気に熱エネルギーが廃棄される。
【００７９】
凝縮器ポンプ（１２０６Ａ及び１２０７Ａ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。凝縮器ポンプ（１２０６Ａ及び１２０７Ａ）及び対応するモータは、対応する可変速度ドライブ（ＶＳＤ１２３０Ａは凝縮器ポンプ１２０６Ａに対応し、ＶＳＤ１２３１Ａは凝縮器ポンプ１２０７Ａに対応する）により制御され、上記ドライブ（１２３０Ａ、１２３１Ａ）は、コントローラ（１２３３Ａ）により命令される。コントローラ（１２３３Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置（１２０３Ａ）の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（１２０３Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、放出された冷水の温度及び放出された凝縮器水の温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システムに関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（１２３４Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（１２３５Ａ）をそれぞれの２つの可変速度ドライブ（１２３０Ａ、１２３１Ａ）に送出し、それぞれの２つの可変速度ドライブ（１２３０Ａ、１２３１Ａ）は、対応する２つの凝縮器ポンプ（１２０６Ａ、１２０７Ａ）を動作させ、それにより、対応する２つの凝縮器ポンプ（１２０６Ａ、１２０７Ａ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、凝縮器水回路（１２００Ａ）に関する最大負荷（制限を受ける）の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）（制限を受ける）で動作するように組み込まれた。
【００８０】
上述したように、可変速度ドライブ又は凝縮器水ポンプが故障した場合、統合バイパススイッチ（１２３６Ａ、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作することができ、動作中のポンプが、全速で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００８１】
図１３Ａは、冷却装置が動作しているときの、図４に示すオリジナル／トラディショナルなポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する３つの凝縮器水ポンプの可変速制御を利用する本発明の第９の実施形態を示す。凝縮器水回路（１３００Ａ）、この場合、凝縮器水回路（１３００Ａ）において、同じ容量又はほぼ同じ容量の３つの凝縮器ポンプ（１３０６Ａ、１３０７Ａ、及び１３０８Ａ）を配置して、凝縮器水回路（１３００Ａ）を通して、冷却装置（１３０３Ａ、１３０４Ａ）により生成された生成された凝縮器水が搬送され、冷却タワー（１３０２Ａ、１３０５Ａ）を通して外部大気に熱エネルギーが廃棄される。この場合、凝縮器水回路（１３００Ａ）において、冷却装置（１３０３Ａ、１３０４Ａ）が、現在の負荷に従って平均時間で動作する場合、同じ容量又はほぼ同じ容量の３つの凝縮器ポンプ（１３０６Ａ、１３０７Ａ、及び１３０８Ａ）を配置して、凝縮器水回路（１３００Ａ）を通して、生成された凝縮器水が搬送される。
【００８２】
３つの凝縮器ポンプ（１３０６Ａ、１３０７Ａ、及び１３０８Ａ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。３つの凝縮器ポンプ（１３０６Ａ、１３０７Ａ、及び１３０８Ａ）及び対応するモータは、それぞれの可変速度ドライブ（ＶＳＤ１３３０Ａは凝縮器ポンプ１３０６Ａに対応し、ＶＳＤ１３３１Ａは凝縮器ポンプ１３０７Ａに対応し、ＶＳＤ１３３７Ａは凝縮器ポンプ１３０８Ａに対応する）により制御され、上記ドライブ（１３３０Ａ、１３３１Ａ、１３３７Ａ）は、コントローラ（１３３３Ａ）により命令される。コントローラ（１３３３Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置（１３０３Ａ、１３０４Ａ）の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（１３０３Ａ、１３０４Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、冷却装置を出る、放出された冷水の温度及び放出された凝縮器水の温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システムに関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（１３３４Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（１３３５Ａ）を３つの可変速度ドライブ（１３３０Ａ、１３３１Ａ、１３３７Ａ）に送出し、３つの可変速度ドライブ（１３３０Ａ、１３３１Ａ、１３３７Ａ）は、対応する３つの凝縮器ポンプ（１３０６Ａ、１３０７Ａ、及び１３０８Ａ）を動作させ、それにより、３つの凝縮器ポンプ（１３０６Ａ、１３０７Ａ、及び１３０８Ａ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、水回路（１３００Ａ）に関する最大負荷の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）（制限を受ける）で動作するように組み込まれた。
【００８３】
再び、可変速度ドライブ又は凝縮器ポンプが故障した場合、統合バイパススイッチ（１３３６Ａ、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作することができ、動作中のポンプが、所定の速度で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００８４】
図１４Ａは、２つの冷却装置が動作しているときの、図４に示すオリジナル／トラディショナルな設計のポンピング機構に代わり、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で動作する４つの凝縮器水ポンプの可変速制御を利用する本発明の第１０の実施形態を示す。この場合、凝縮器水回路（１４００Ａ）において、同じ容量又はほぼ同じ容量の４つの凝縮器ポンプ（１４０６Ａ、１４０７Ａ、１４０８Ａ、及び１４０９Ａ）を配置して、凝縮器水回路（１４００Ａ）を通して、冷却装置（１４０３Ａ及び１４０４Ａ）により生成された生成された凝縮器水が搬送され、冷却タワー（１４０２Ａ、１４０５Ａ、１４３９Ａ）を通して外部大気に熱エネルギーが廃棄される。
【００８５】
この場合、凝縮器水回路（１４００Ａ）において、２つの冷却装置（１４０３Ａ及び１４０４Ａ）が、現在の負荷に従って平均時間で動作する場合、同じ容量又はほぼ同じ容量の４つの凝縮器ポンプ（１４０６Ａ、１４０７Ａ、１４０８Ａ、１４０９Ａ）を配置して、凝縮器水回路（１４００Ａ）を通して、生成された凝縮器水が搬送される。
【００８６】
４つの凝縮器ポンプ（１４０６Ａ、１４０７Ａ、１４０８Ａ、及び１４０９Ａ）は、並列に接続され、所定の同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作する。４つの凝縮器ポンプ（１４０６Ａ、１４０７Ａ、１４０８Ａ、１４０９Ａ）及び対応するモータは、それぞれの可変速度ドライブ（ＶＳＤ１４３０Ａは凝縮器ポンプ１４０６Ａに対応し、ＶＳＤ１４３１Ａは凝縮器ポンプ１４０７Ａに対応し、ＶＳＤ１４３７Ａは凝縮器ポンプ１４０８Ａに対応し、ＶＳＤ１４３８Ａは凝縮器ポンプ１４０９Ａに対応する）により制御され、上記ドライブ（１４３０Ａ、１４３１Ａ、１４３７Ａ、１４３８Ａ）は、コントローラ（１４３３Ａ）により命令される。コントローラ（１４３３Ａ）は、電力センサを使用して、動作中の冷却装置（１４０３Ａ及び１４０４Ａ）の圧縮器の現在の電力消費を測定することにより、又は、回転速度計を使用して、動作中の冷却装置（１４０３Ａ及び１４０４Ａ）の圧縮器の速度を測定することにより、又は、水回路内の適切なロケーションに位置する温度センサにより、冷却装置を出る、放出された冷水の温度及び放出された凝縮器水の温度を測定することにより、又は、負荷がそこから推測されることができる何らかの他の手段により、水システムに関する現在の負荷を監視する。その負荷信号（１４３４Ａ）に基づいて、アルゴリズムは、ポンプについての最適電力負荷（制限を受ける）を計算し、出力信号（１４３５Ａ）を４つの可変速度ドライブ（１４３０Ａ、１４３１Ａ、１４３７Ａ、１４３８Ａ）に送出し、４つの可変速度ドライブ（１４３０Ａ、１４３１Ａ、１４３７Ａ、１４３８Ａ）は、対応する４つの凝縮器ポンプ（１４０６Ａ、１４０７Ａ、１４０８Ａ、１４０９Ａ）を動作させ、それにより、４つの凝縮器ポンプ（１４０６Ａ、１４０７Ａ、１４０８Ａ、１４０９Ａ）が、同じ減少速度、ほぼ同じ減少速度、又は同様な減少速度で同時に動作し、水回路（１４００Ａ）に関する最大負荷の現在のパーセンテージ（又は比）に基づいて取り出される最大電力の最適電力パーセンテージ（又は比）（制限を受ける）で動作するように組み込まれた。
【００８７】
上述したように、可変速度ドライブ又は凝縮器ポンプが故障した場合、統合バイパススイッチ（１４３６Ａ、ここでは図示せず）は、手動で又は自動で動作することができ、動作中のポンプが、所定の速度で動作することを可能にする。同時に、警報信号が示され、必要に応じて適切なロケーションに送出されることになり、必要な処置をとるように適切な要員に報知する。
【００８８】
上記好ましい実施形態の１次冷水ポンプ、２次冷水ポンプ、凝縮器水ポンプ、ボイラポンプは、例示のために示され、システムは、上記ポンピング機構の更なるユニットを含むことができることが理解されよう。更なる負荷が、システムに接続されることもでき、複数の動作中のポンプ手段は、所定の目標、即ち、ある流量、ある圧力差、所望の放出圧力等に応じて動作することができる。
【００８９】
本発明は、流体を圧送するポンプが使用され、また、ポンピング負荷が最大であるか、又は、変動する、広い範囲の工業分野の用途を有することが理解されよう。次いで、本発明の特徴は、システム効率を改善するのに使用されることができることである。
【実施例】
【００９０】
（実施例１）
中間規模のホテルの「１次冷水回路」における本発明の実施形態の開発
２７０の客室を有する中間規模のホテルは、３つの同じ容量の１８ＫＷ１次冷水ポンプを装備する。１つの１次冷水ポンプだけを使用して、ＨＶＡＣシステムの１次冷水回路を通して冷水が循環され、一方、残りの２つのポンプは、スタンドバイモード状態にある。動作中のポンプは、その最大流量で抑制されずに動作することを許容される。
【００９１】
制約
１．冷却装置製造業者は、ＨＶＡＣシステムの冷却装置蒸発器（１次冷水回路）を通る一定流量の水を推奨する。
２．１次冷水回路内の変動する流量は、冷却装置の不安定な動作又は困りものの停止をもたらす可能性があり、従って、冷却装置製造業者は、蒸発器水流量について最小限度を指定する。
３．１次冷水回路内の不十分な流量は、蒸発器内で凍結をもたらし、並びに、冷却装置に深刻な損傷（蒸発器管の破断）を生じる可能性がある。
４．１次冷水回路内の流量の減少は、対流熱伝達係数が流量の減少と共に減少するため、蒸発器の全体の熱伝達効果を減少させる。
【００９２】
とられる対策
１．３つの可変周波数ドライブ及び１つのＰＬＣが、１次冷水ポンプに取り付けられた。システムは、建物管理システムと協調し、ポンプ動作の容易な監視を可能にする。
２．ポンプのうちの２つは、最高速度の約５０％の同じ減少速度で動作するように働き、オリジナルなシステム設計要件の必要とされる一定流量を提供する。前もって、１つのポンプだけが、連続して最高速度で動作した。
【００９３】
結果
測定は、大幅なエネルギー節約をもたらした。本発明を取り付けた後の、２つの動作中の１次冷水ポンプの総合電力消費は、完全な状態における７５％（２×０．５３＝０．２５）の理論的な節約に比較して、ほぼ７２％だけ落ちた。分析が示したところでは、節約されたエネルギーは、１年当たり１１３，５２９ｋＷｈであり、ＵＳＤ１４，６００の毎年の節約をもたらすことになる。更に、毎年の保守コストが、システムに与えられる圧力の低下、動作中のポンプ及びそれぞれのパイプラインにかかる過剰な振動及び負荷の減少により節約された。
【００９４】
（実施例２）
パイロット試験では、３つの可変周波数ドライブ及び１つのＰＬＣが、１次冷水ポンプに取り付けられた。システムは、建物管理システムと協調し、ポンプ動作の容易な監視を可能にする。３つのポンプは、最高速度の約３４％の同じ減少速度で動作し、オリジナルなシステム設計要件の必要とされる一定流量を提供した。
【００９５】
結果
測定は、大幅なエネルギー節約をもたらした。本発明の述べられた実施形態の組み込み後の、３つの動作中の１次冷水ポンプの総合電力消費は、ほぼ８５％（３×０．３４３＝０．１２）だけ落ちた。分析が示したところでは、節約されたエネルギーは、１年当たり１３４，０２８ｋＷｈであり、ＵＳＤ１７，２３０の毎年の節約をもたらす可能性がある。
【表１】
0005384117.tif 000002
【００９６】
分析結果が示すように、本システムの実施例は、標準的な一定１次流量設計と比較すると、かなりの節約を生じる可能性がある。
【００９７】
（実施例３）
「２次冷水回路」における本発明の実施形態の開発（提案されたステージの下で）
２７０の客室を有する上記中間規模のホテルは、２つの７５ＫＷ２次冷水ポンプを装備する。１つの２次冷水ポンプを使用して、ＨＶＡＣシステムの２次冷水回路を通して水が循環され、一方、残りのポンプは、スタンドバイモード状態にある。１つの動作中のポンプは、低い負荷状態下で、２０時間の間（００：００〜１４：００及び１８：００〜２４：００）、その最大流量で、並びに、４時間の間（１４：００〜１８：００）、その最高速度の１５％減少速度で動作することを許容される。
【００９８】
制約
１．２次冷水回路内の流量の減少は、熱伝達係数が流量の減少と共に減少するため、全体の熱伝達効果を減少させる。
２．オリジナルなシステムは、各々のポンプに対して２つの可変速度ドライブを設置し、１つのポンプは、日中の特定の期間の間、最高速度の８５％で動作し、１０％のエネルギーの節約を達成する。残りのポンプは、スタンドバイ状態下にある。
３．本発明の実施形態は、システムにおける投資が価値あるものであることをユーザに対して正当化するために、かなりの更なる節約を提供しなければならない。
【００９９】
とられる対策
１．２つの可変周波数ドライブ及び１つのＰＬＣが、２次冷水ポンプに取り付けられる。システムは、建物管理システムと協調し、ポンプ動作の容易な制御を可能にする。
２．２つの動作中の冷水ポンプは、負荷に従って最高速度の４３〜５０％の同じ減少速度で動作した。
【０１００】
結果
分析が示したところでは、特定の期間の間（毎日、４時間）１５％の減少速度で動作して１０％のエネルギーの節約を達成することが可能であるだけのオリジナルな設計の１つの２次冷水ポンプと比較すると、エネルギーの更なる６０％が節約され得るということである。２つの動作中の２次冷水ポンプの予想される電力消費は、全体で少なくとも７０％だけ落ちた。分析が示したところでは、節約されることができる推定エネルギーは、１年当たり４５９，９００ｋＷｈであり、ＵＳＤ５９，１２０の毎年の節約をもたらすことになる。更に、毎年の保守コストは、システムに与えられる圧力の低下、動作中のポンプ及びそれぞれのパイピングシステムにかかる過剰な振動及び負荷の減少により節約されることができる。
【表２】
0005384117.tif 000003
【０１０１】
分析結果が示すように、述べられた実施形態は、可変２次流量設計と比較すると、かなりの節約を生じる可能性がある。
【０１０２】
（実施例４）
小型の「単一冷水回路」における本発明の実施形態の開発
３０００平方フィートの床面積有する製造業者は、２つの１２．５ＫＷ冷水ポンプを装備する。１つの冷水ポンプを使用して、ＨＶＡＣの単一冷水回路を通して冷水が循環され、一方、残りのポンプは、スタンドバイモード状態にある。動作中のポンプは、その最大流量で抑制されずに動作することを許容された。
【０１０３】
制約
１．冷却装置製造業者は、ＨＶＡＣシステムの冷却装置蒸発器（単一冷水回路）を通る一定流量の水を推奨する。  
２．単一冷水回路内の変動する流量は、冷却装置の不安定な動作又は困りものの停止をもたらす可能性があり、従って、冷却装置製造業者は、蒸発器水流量について最小限度を指定する。  
３．単一冷水回路内の不十分な流量は、蒸発器内で凍結をもたらし、また、冷却装置に深刻な損傷（蒸発器管の破断）を生じる可能性がある。  
４．冷水回路内の流量の減少は、対流熱伝達係数が流量の減少と共に減少するため、蒸発器の全体の熱伝達効果を減少させる。  
５．「冷水リセット（chilled water reset）」、「冷却水直列蒸発器（colder water, series evaporator）」、「冷却水低流量（colder water, lower flow）」、又は「可変流量（variable flow）」等の任意に市場で手に入るエネルギー節約法は、以下の理由、即ち、
１．高い先行投資
２．長い回収期間（３年以上）又は十分でない利益
３．制御及び動作方法についての複雑な改造又は複雑さを伴うこと
４．冷却装置制御が、こうした機構に対処できないこと
のため、技術的に実行可能でもなく、ＨＶＡＣ所有者により経済的に受容可能でもないであろう。
【０１０４】
とられる対策
１．２つの可変周波数ドライブ及び１つのＰＬＣが、単一回路冷水ポンプに取り付けられた。  
２．２つ単一回路冷水ポンプは、最高速度の約５０％の同じ減少速度で動作し、オリジナルなシステム設計要件の必要とされる一定流量を提供した、また、緊急／保守状況の場合にバイパス及び切換え機能が利用可能であるため、この状況では、スタンドバイポンプが設けられず、必要でない。
【０１０５】
結果
測定は、大幅なエネルギー節約をもたらした。動作中の単一回路冷水ポンプの電力消費は、ほぼ７３％だけ落ちた。分析が示したところでは、節約されたエネルギーは、１年当たり７９，９３５ｋＷｈであり、ＵＳＤ１０，２７０の毎年の節約をもたらすことになる。更に、かなりの保守コストが、システムに与えられる圧力の低下、動作中のポンプ及びパイプラインにかかる過剰な振動及び負荷の減少により節約された。
【０１０６】
（実施例５）
更なるポンプが、実施例４の単一回路冷水システムに付加され、それにより、３つの冷水ポンプが、今や使用される。また、３つの冷水ポンプは、冷水ポンプに取り付けられた３つの可変周波数ドライブと１つのＰＬＣを装備する。システムは、バイパス及び切換え機能を装備し、緊急／保守状況の場合に、ポンピングシステムの安全動作を可能にする。３つのポンプは、最高速度の約３４％の実質的に同じ減少速度で動作し、オリジナルなシステム設計要件の必要とされる一定流量を提供する。
【０１０７】
結果
３つの動作中の１次冷水ポンプの推定総電力消費は、ほぼ８５％だけ落ちた。分析が示したところでは、推定エネルギー節約は、１年当たり９３，０７５ｋＷｈであり、ＵＳＤ１１，９６０の毎年の節約をもたらすことになる。
【表３】
0005384117.tif 000004
【０１０８】
分析結果が示すように、本システムの示した実施形態は、一定単一回路流量設計と比較すると、かなりの節約を生じる可能性がある。
【０１０９】
（実施例６）
中央凝縮器水供給プラントは、３つの４５０ＫＷ中央凝縮器水ポンプを装備する。１つの凝縮器水ポンプを使用して、ＨＶＡＣシステムの地域の建物凝縮器水回路を通して海水が循環され、一方、残りの２つの凝縮器ポンプは、スタンドバイモード状態にある。
【０１１０】
制約
１．オリジナルなシステム設計者は、その地域のＨＶＡＣシステムの冷却について、中央凝縮器水供給回路の一定流量構成を推奨した。  
２．中央凝縮器水供給回路内の変動する流量は、その地域の冷却装置の不安定な動作、特に、不安定な圧縮器の動作をもたらす可能性がある。  
３．中央凝縮器水供給回路内の不十分な流量は、地域の凝縮器の許容できない温度上昇をもたらし、また、それぞれの冷却装置に損傷を生じる可能性がある。
【０１１１】
とられる対策
３つの可変周波数ドライブ及び１つのＰＬＣが、中央凝縮器水ポンプに取り付けられた。２つの動作中の凝縮器水ポンプは、最高速度の約５０％の同じ減少速度で動作し、オリジナルなシステム設計要件の必要とされる一定流量を提供した。前もって、ポンプの１つが、その最大流量で動作することを許容され、一方、残りの２つのポンプは、スタンドバイモード状態であった。
【０１１２】
結果
７０％の推定エネルギー節約が達成されることができる。本特徴の組み込み後の、２つの動作中の中央凝縮器水ポンプの電力消費は、７０％だけ落ちることが予想される。分析が示したところでは、節約される推定エネルギーは、１年当たり２，７５９，４００ｋＷｈであり、ＵＳＤ３５４，６８０の毎年の節約をもたらす。更に、毎年の保守コストが、システムに与えられる圧力の低下、動作中のポンプ及びパイピングシステムにかかる過剰な振動及び負荷の減少により節約される。
【０１１３】
（実施例７）
実施例６の成功に続いて、第２段の改善が実施された。更なる第３凝縮器水ポンプが、中央凝縮器水供給回路に付加され、従って全部で、３つの凝縮器水ポンプになり、３つの凝縮器水ポンプは、凝縮器水ポンプに取り付けられた３つの可変周波数ドライブと１つのＰＬＣと共に動作する。システムは、バイパス及び切換え機能を装備し、緊急／保守状況の場合に、中央凝縮器水供給システムの安全動作を可能にする。３つの凝縮器ポンプは、最高速度の約３４％の実質的に同じ減少速度で動作し、オリジナルなシステム設計要件の必要とされる一定流量を提供する。
【０１１４】
結果
本発明の実施形態の取付け後の、３つの動作中の凝縮器水ポンプの推定される総合電力消費は、ほぼ８４％だけ落ちた。分析が示したところでは、節約推定エネルギー節約は、１年当たり３，３１１，２８０ｋＷｈであり、ＵＳＤ４２５，６１０の毎年の節約をもたらす。
【表４】
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【０１１５】
分析結果が示すように、本特徴は、１ポンプ一定凝縮器流量設計と比較すると、かなりの節約を生じる可能性がある。
【０１１６】
（実施例８）
スイミングプール水再循環回路
住居私有地のスイミングプールは、２つの２０ＫＷプール水再循環ポンプを装備する。１つの再循環ポンプを使用して、機械式ろ過及び化学処理デバイスを通り、その後、プールに戻るように、プール水が循環され、一方、他のポンプは、スタンドバイモード状態にある。動作中のポンプは、その最大流量で抑制されずに動作することを許容された。
【０１１７】
制約
１．スイミングプール水の消毒及び処理は、いくつかの基準及び規制により管理される。
２．流量の不変性は、ローカルな基準及び仕様により強制される。 
３．システム設計者は、プール水再循環回路の一定流量構成を実際に推奨する。 
４．病気を引き起こす細菌又は汚染物質のまん延を回避するための、衛生基準、安全性、及び外観を満たすプール水の一定の品質。 
５．プール水の混濁によるプール水再循環回路内の変動する流量は、以下の理由で、それぞれの基準及び規制要件を完全に満たすことができない。 
６．プール水再循環回路内の不十分な流量は、プール水内に好ましくない過剰の化学物質をもたらし、水泳者の健康に有害である可能性がある。
【０１１８】
とられる対策
１．２つの可変周波数ドライブ及び１つのＰＬＣが、プール水再循環ポンプに取り付けられる。 
２．２つの水循環ポンプは、最高速度の約５０％の実質的に同じ減少速度で動作し、オリジナルなシステム設計要件の必要とされる一定流量を提供し、また、緊急／保守状況の場合にバイパス及び切換え機能が利用可能であるため、この状況では、スタンドバイポンプが設けられない、又は、必要と考えられない。
【０１１９】
結果
測定は、大幅なエネルギー節約の可能性を示した。本特徴の組み込み後の、動作中のプール水ポンプの推定電力消費は、ほぼ６５％だけ落ちた。分析が示したところでは、節約されるエネルギーは、１年当たり約１１３，８８０ｋＷｈであり、ＵＳＤ１４，６００の毎年の節約をもたらすことになる。更に、かなりの保守コストが、システムに与えられる圧力の低下、動作中のポンプ及びパイプラインにかかる過剰な振動及び負荷の減少により節約される。
【表５】
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【０１２０】
分析結果が示すように、本システムは、一定スイミングプール水再循環流量設計と比較すると、かなりの節約を生じる可能性がある。
【０１２１】
幅広く述べられる本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、特定の実施形態で示される本発明に対して、多数の変形及び／又は変更が行われてもよいことが当業者により理解されよう。従って、本実施形態は、全ての点で、制限的ではなく、例示的であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】水冷式凝縮器を有する典型的な先行技術のＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図２】プラント−スルー建物ループ（「単一回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的な先行技術のＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図３】プラント−建物ループ（「１次−２次水回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的な先行技術のＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図４】凝縮器水回路を有する典型的な先行技術のＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、プラント−スルー建物ループ（「単一回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図６Ａ】本発明の別の実施形態による、プラント−スルー建物ループ（「単一回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図７Ａ】本発明の別の実施形態による、プラント−建物ループ（「１次−２次回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図８Ａ】本発明の別の実施形態による、プラント−建物ループ（「１次−２次回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図９Ａ】本発明の別の実施形態による、プラント−建物ループ（「１次−２次回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図１０Ａ】本発明の別の実施形態による、プラント−建物ループ（「１次−２次回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態による、プラント−建物ループ（「１次−２次回路」としても知られる）冷水／ボイラ水システムを有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図１２Ａ】本発明の別の実施形態による、凝縮器水回路を有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図１３Ａ】本発明の別の実施形態による、凝縮器水回路を有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【図１４Ａ】本発明の別の実施形態による、凝縮器水回路を有する典型的なＨＶＡＣシステムの概略図である。
【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５Ａ】
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【図６Ａ】
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【図７Ａ】
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【図８Ａ】
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【図９Ａ】
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【図１０Ａ】
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【図１１Ａ】
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【図１２Ａ】
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【図１３Ａ】
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【図１４Ａ】
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