(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機からの熱源水の外部負荷への供給路に設けられた第１および第２のヘッダと、
回転数が調整可能なポンプを第１の送水ポンプ、定格回転数で運転されるポンプを第２の送水ポンプとし、この第１の送水ポンプと第２の送水ポンプとを混在させて前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間に並列に接続された複数の送水ポンプと、
前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間を連通させるバイパス路に設けられたバイパス弁と、
前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間の熱源水の差圧をポンプ前後差圧とし、このポンプ前後差圧と設定差圧とが一致するように、前記第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力の調整を優先として、前記第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力および前記バイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整する制御手段とを備えた送水圧力制御システムにおいて、
前記制御手段は、
前記第１の送水ポンプから熱源水が流れ出ない状態を締切状態、前記第１の送水ポンプが前記締切状態となり始める時の前記インバータ出力の値を締切値とし、前記第１の送水ポンプへのインバータ出力が前記締切値以下となった場合、運転中の複数台の送水ポンプのうち少なくとも１台を停止する手段
を備えることを特徴とする送水圧力制御システム。
【請求項２】
熱源機からの熱源水の外部負荷への供給路に設けられた第１および第２のヘッダと、
回転数が調整可能なポンプを第１の送水ポンプ、定格回転数で運転されるポンプを第２の送水ポンプとし、この第１の送水ポンプと第２の送水ポンプとを混在させて前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間に並列に接続された複数の送水ポンプと、
前記第１のヘッダと第２のヘッダとを連通させるバイパス路に設けられたバイパス弁と、
前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間の熱源水の差圧をポンプ前後差圧とし、このポンプ前後差圧と設定差圧とが一致するように、前記第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力の調整を優先として、前記第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力および前記バイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整する制御手段とを備えた送水圧力制御システムにおいて、
前記制御手段は、
前記第１の送水ポンプから熱源水が流れ出ない状態を締切状態、前記第１の送水ポンプが前記締切状態となり始める時の前記インバータ出力の値を締切値とし、この締切値以上の値として前記インバータ出力の下限値を定めるインバータ出力下限値決定手段と、
前記インバータ出力の下限値を下回らないように前記第１の送水ポンプへのインバータ出力を規制するインバータ出力規制手段と、
このインバータ出力規制手段による前記第１の送水ポンプへのインバータ出力の規制中、前記バイパス弁への弁開度出力が所定の開度値以上となった場合、運転中の複数台の送水ポンプのうち少なくとも１台を停止する手段と
を備えることを特徴とする送水圧力制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された送水圧力制御システムにおいて、
前記制御手段は、
前記送水ポンプを定格回転数で回転させた時の流量零時の揚程を所定の周波数における締切圧とし、この締切圧と現在の前記ポンプ前後差圧とから前記インバータ出力の締切値を算出するインバータ出力締切値算出手段
を備えることを特徴とする送水圧力制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載された送水圧力制御システムにおいて、
前記設定差圧を変更する設定差圧変更手段
を備えることを特徴とする送水圧力制御システム。
【請求項５】
請求項３に記載された送水圧力制御システムにおいて、
前記外部負荷から戻されてくる熱源水の流量を負荷流量として計測する負荷流量計測手段と、
前記計測された負荷流量に基づいて前記設定差圧を決定する設定差圧決定手段と
を備える送水圧力制御システム。
【請求項６】
請求項３−５の何れか１項に記載された送水圧力制御システムにおいて、
前記インバータ出力締切値算出手段に代えて、
前記第１の送水ポンプを所定の回転数で回転させた時の流量零時の揚程を所定の周波数における締切圧とし、この締切圧と現在の前記設定差圧とから前記インバータ出力の締切値を算出する手段
を備えることを特徴とする送水圧力制御システム。
【請求項７】
請求項１−６の何れか１項に記載された送水圧力制御システムにおいて、
前記制御手段は、
前記ポンプ前後差圧に代えて前記第２のヘッダからの熱源水の送水圧を使用し、
前記設定差圧に代えて設定送水圧を使用する
ことを特徴とする送水圧力制御システム。
【請求項８】
熱源機からの熱源水の外部負荷への供給路に設けられた第１および第２のヘッダと、回転数が調整可能なポンプを第１の送水ポンプ、定格回転数で運転されるポンプを第２の送水ポンプとし、この第１の送水ポンプと第２の送水ポンプとを混在させて前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間に並列に接続された複数の送水ポンプと、前記第１のヘッダと第２のヘッダとを連通させるバイパス路に設けられたバイパス弁とを備え、前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間の熱源水の差圧をポンプ前後差圧とし、このポンプ前後差圧と設定差圧とが一致するように、前記第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力の調整を優先として、前記第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力および前記バイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整する送水圧力制御方法において、
前記第１の送水ポンプから熱源水が流れ出ない状態を締切状態、前記第１の送水ポンプが前記締切状態となり始める時の前記インバータ出力の値を締切値とし、前記第１の送水ポンプへのインバータ出力が前記締切値以下となった場合、運転中の複数台の送水ポンプのうち少なくとも１台を停止するステップ
を備えることを特徴とする送水圧力制御方法。
【請求項９】
熱源機からの熱源水の外部負荷への供給路に設けられた第１および第２のヘッダと、回転数が調整可能なポンプを第１の送水ポンプ、定格回転数で運転されるポンプを第２の送水ポンプとし、この第１の送水ポンプと第２の送水ポンプとを混在させて前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間に並列に接続された複数の送水ポンプと、前記第１のヘッダと第２のヘッダとを連通させるバイパス路に設けられたバイパス弁とを備え、前記第１のヘッダと第２のヘッダとの間の熱源水の差圧をポンプ前後差圧とし、このポンプ前後差圧と設定差圧とが一致するように、前記第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力の調整を優先として、前記第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力および前記バイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整する送水圧力制御方法において、
前記第１の送水ポンプから熱源水が流れ出ない状態を締切状態、前記第１の送水ポンプが前記締切状態となり始める時の前記インバータ出力の値を締切値とし、この締切値以上の値として前記インバータ出力の下限値を定めるインバータ出力下限値決定ステップと、
前記インバータ出力の下限値を下回らないように前記第１の送水ポンプへのインバータ出力を規制するインバータ出力規制ステップと、
このインバータ出力規制ステップによる前記第１の送水ポンプへのインバータ出力の規制中、前記バイパス弁への弁開度出力が所定の開度値以上となった場合、運転中の複数台の送水ポンプのうち少なくとも１台を停止するステップと
を備えることを特徴とする送水圧力制御方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載された送水圧力制御方法において、
前記送水ポンプを所定の回転数で回転させた時の流量零時の揚程を所定の周波数における締切圧とし、この締切圧と現在の前記ポンプ前後差圧とから前記インバータ出力の締切値を算出するインバータ出力締切値算出ステップ
を備えることを特徴とする送水圧力制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載された送水圧力制御方法において、
前記設定差圧を変更するステップ
を備えることを特徴とする送水圧力制御方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載された送水圧力制御方法において、
前記外部負荷から戻されてくる熱源水の流量を負荷流量として計測する負荷流量計測ステップと、
前記計測された負荷流量に基づいて前記設定差圧を決定する設定差圧決定ステップと
を備える送水圧力制御方法。
【請求項１３】
請求項１０−１２の何れか１項に記載された送水圧力制御方法において、
前記インバータ出力締切値算出ステップに代えて、
前記第１の送水ポンプを定格回転数で回転させた時の流量零時の揚程を所定の周波数における締切圧とし、この締切圧と現在の前記設定差圧とから前記インバータ出力の締切値を算出するステップ
を備えることを特徴とする送水圧力制御方法。
【請求項１４】
請求項８−１３の何れか１項に記載された送水圧力制御方法において、
前記ポンプ前後差圧に代えて前記第２のヘッダからの熱源水の送水圧を使用し、
前記設定差圧に代えて設定送水圧を使用する
ことを特徴とする送水圧力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部負荷への熱源水の送水圧力を制御する送水圧力制御システムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２０に従来の送水圧力制御システムの計装図を示す。この送水圧力制御ステムは、送水圧力の変更制御を行わないタイプであり、例えば特許文献１などに類似する技術が示されている。
【０００３】
図２０において、１は熱源水を生成する熱源機、２は熱源機１が生成する熱源水を搬送する１次ポンプ、３は外部負荷（空調機・ファンコイル等の熱負荷、地域冷暖房の需要家など）、４−１および４−２は熱源機１からの外部負荷３への熱源水の供給路に設けられた第１および第２の往ヘッダ、５は往ヘッダ４−１，４−２を介する外部負荷３への熱源水の往水管路、６は外部負荷３からの熱源水の還水管路、７は還水管路６を介して送られてくる熱源水が戻される還ヘッダ、８は往ヘッダ４−１と還ヘッダ７とを連通させるバイパス管路、１２は第１の往ヘッダ４−１と第２の往ヘッダ４−２との間の熱源水の差圧をポンプ前後差圧ΔＰpvとして計測する差圧センサ、１３は外部負荷３から戻されてくる熱源水の流量を負荷流量ＱＦとして計測する流量計、１４は制御装置である。外部負荷３には供給される熱源水の流量を調整するためのバルブ３−１が設けられている。
【０００４】
この送水圧力制御システムにおいて、第１の往ヘッダ４−１と第２の往ヘッダ４−２との間には、２次ポンプ９として第１の２次ポンプ９−１と第２の２次ポンプ９−２とが並列に接続されている。また、第１の往ヘッダ４−１と第２の往ヘッダ４−２との間には、この往ヘッダ４−１と４−２との間を連通させるバイパス路Ｌ１にバイパス弁１０が設けられている。
【０００５】
第１の２次ポンプ９−１と第２の２次ポンプ９−２は同容量のポンプとされ、第１の２次ポンプ９−１にのみ回転数調整用のインバータ１１が付設されている。すなわち、第１の２次ポンプ９−１と２次ポンプ９−２とは同容量のポンプとされているが、第１の２次ポンプ９−１は回転数が調整可能なポンプとされ、第２の２次ポンプ９−２は定格回転数で運転されるポンプとされている。以下、第１の２次ポンプ９−１をインバータポンプと呼び、第２の２次ポンプ９−２を定速ポンプと呼ぶ。
【０００６】
この送水圧力制御システムにおいて、１次ポンプ２により圧送された熱源水は、熱源機１により冷却あるいは加熱され、往ヘッダ４−１へ至り、２次ポンプ９（９−１，９−２）によって往ヘッダ４−２へ圧送され、往水管路５を介して外部負荷３へ供給される。そして、外部負荷３において熱交換され、還水管路６を介して還ヘッダ７に戻され、再び１次ポンプ２によって圧送され、以上の経路を循環する。例えば、熱源機１を冷凍機とした場合、熱源水は冷水とされ、上述した経路を循環する。熱源機１を加熱機とした場合、熱源水は温水とされ、上述した経路を循環する。
【０００７】
〔運転台数制御〕
制御装置１４は、流量計１３によって計測される負荷流量ＱＦに応じて定速ポンプ９−２のオン／オフを切り替える。この例では、負荷流量ＱＦが所定値Ｑthを超えるまでは定速ポンプ９−２をオフとし、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。負荷流量ＱＦが所定値Ｑthを超えると、定速ポンプ９−２をオンとし、インバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２との並列運転とする。
【０００８】
〔圧力一定制御〕
制御装置１４は、差圧計１２によって計測されるポンプ前後差圧ΔＰpvを監視し、このポンプ前後差圧ΔＰpvを一定とするようにインバータポンプ９−１の回転数およびバイパス弁１０の開度を制御する。すなわち、差圧計１２によって計測されるポンプ前後差圧ΔＰpvと予め設定されている設定差圧ΔＰspとを比較し、ΔＰpv＝ΔＰspとなるように、インバータポンプ９−１への回転数制御用のインバータ出力ＩＮＶ（ＩＮＶ＝０〜１００％）およびバイパス弁１０への開度制御用の弁開度出力θ（θ＝０〜１００％）を調整する。
【０００９】
この圧力一定制御において、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶに対しては、下限値ＩＮＶMINが定められている。この下限値ＩＮＶMINは次のような理由から定められる。例えば、インバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２との並列運転時、インバータポンプ９−１の回転数を下げすぎると、定速ポンプ９−２は定格回転数で運転されているため、インバータポンプ９−１のポンプ圧力が定速ポンプ９−２のポンプ圧力よりも小さくなり、インバータポンプ９−１から熱源水が流れ出ない締切状態（圧力負けの状態）となって、加熱リスクが生じる。このような加熱リスクが生じないように、インバータポンプ９−１が締切状態となり始める時のインバータ出力ＩＮＶの値（締切値）よりも、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶに対する下限値ＩＮＶMINをやや高めに設定する。
【００１０】
〔インバータポンプ回転数による圧力一定制御：ＩＮＶ≧ＩＮＶMINの場合〕
制御装置１４は、ポンプ前後差圧ΔＰpvが上昇すると、ΔＰpv＝ΔＰspとなるように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶを下げる（インバータポンプ９−１の回転数を下げる）。
【００１１】
ここで、制御装置１４は、内部で求められるインバータ出力ＩＮＶが下限値ＩＮＶMIN以上の場合には、バイパス弁１０へ０％の弁開度出力θを送って、バイパス弁１０を全閉状態とする。これをインバータポンプ回転数による圧力一定制御と呼ぶ（図２１に示す領域Ｓ１参照）。
【００１２】
〔バイパス弁開度による圧力一定制御：ＩＮＶ＜ＩＮＶMINの場合〕
制御装置１４は、内部で求められるインバータ出力ＩＮＶが下限値ＩＮＶMINよりも小さくなる場合には、下限値ＩＮＶMINを下回らないようにインバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶを規制する。すなわち、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶをＩＮＶMINとする。この場合、制御装置１４は、ΔＰpv＝ΔＰspとするように、バイパス弁１０の開度を制御する。これをバイパス弁開度による圧力一定制御と呼ぶ（図２１に示す領域Ｓ２参照）。
【００１３】
このバイパス弁開度による圧力一定制御では、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶが下限値ＩＮＶMINに規制されるので、インバータポンプ９−１における圧力負けの状態が回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開昭６１−１８０３１５号公報
【特許文献２】特開平８−２６１１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した送水圧力制御システムでは、バイパス弁開度による圧力一定制御によって、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶが下限値ＩＮＶMINに規制されるが、インバータ出力ＩＮＶが下限値ＩＮＶMINに規制されている状態では、インバータポンプ９−１から流れ出ている熱源水が０に近いにも拘わらず、すなわち２次ポンプ１台分の余剰が生じているにも拘わらず、インバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２との並列運転が継続され、省エネルギーに反するという問題があった。
【００１６】
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、インバータポンプにおける圧力負けの状態を回避するとともに、余剰な台数の２次ポンプの運転をなくして省エネルギーを図ることが可能な送水圧力制御システム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】
【００１７】
このような目的を達成するために本発明は、熱源機からの熱源水の外部負荷への供給路に設けられた第１および第２のヘッダと、回転数が調整可能なポンプを第１の送水ポンプ（インバータポンプ）、定格回転数で運転されるポンプを第２の送水ポンプ（定速ポンプ）とし、この第１の送水ポンプと第２の送水ポンプとを混在させて第１のヘッダと第２のヘッダとの間に並列に接続された複数の送水ポンプと、第１のヘッダと第２のヘッダとの間を連通させるバイパス路に設けられたバイパス弁と、第１のヘッダと第２のヘッダとの間の熱源水の差圧をポンプ前後差圧とし、このポンプ前後差圧と設定差圧とが一致するように、第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力の調整を優先として、第１の送水ポンプへの回転数制御用のインバータ出力およびバイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整する制御手段とを備えた送水圧力制御システムにおいて、制御手段に、第１の送水ポンプから熱源水が流れ出ない状態を締切状態、第１の送水ポンプが締切状態となり始める時のインバータ出力の値を締切値とし、第１の送水ポンプへのインバータ出力が締切値以下となった場合、運転中の複数台の送水ポンプのうち少なくとも１台を停止する手段を設けたものである。
【００１８】
この発明によれば、インバータポンプへのインバータ出力が締切値以下となると、運転中の複数台の送水ポンプのうち少なくとも１台が停止される。例えば、インバータポンプを１台、定速ポンプを１台としたシステムにおいて、インバータポンプと定速ポンプとの並列運転中、インバータポンプへのインバータ出力が締切値以下となると、定速ポンプの運転が停止され、インバータポンプのみの単独運転とされる。すなわち、インバータポンプへのインバータ出力が締切値以下となった場合、インバータポンプが締切状態となり、送水ポンプ１台分の余剰が生じていると判断し、定速ポンプの運転を停止して、インバータポンプのみの単独運転とする。インバータポンプのみの単独運転となると、ポンプ前後差圧と設定差圧とを一致させる圧力一定制御によって、インバータポンプへのインバータ出力が高められる（例えば、インバータポンプを定速ポンプと同容量とすると、インバータポンプへのインバータ出力を最大とすることによって、それまでの定速ポンプの代わりとなる）。これにより、インバータポンプにおける圧力負けの状態が回避されるとともに、余剰な台数の送水ポンプの運転をなくして省エネルギーが図られる。
【００１９】
なお、別の方式として、制御手段に、締切値以上の値としてインバータ出力の下限値を定めるインバータ出力下限値決定手段と、インバータ出力の下限値を下回らないようにインバータポンプへのインバータ出力を規制するインバータ出力規制手段と、インバータポンプへのインバータ出力の規制中、バイパス弁への弁開度出力が所定の開度値以上となった場合、運転中の複数台の送水ポンプのうち少なくとも１台を停止する手段とを設けるようにしてもよい。
【００２０】
このような方式とすると、インバータ出力の下限値が締切値以上の値として定められ、この定められたインバータ出力の下限値を下回らないようにインバータポンプへのインバータ出力が規制される。例えば、一例として、インバータ出力の締切値をＩＮＶSHUT、インバータ出力の下限値をＩＮＶMIN、余裕分をαとした場合、インバータ出力の下限値ＩＮＶMINをＩＮＶMIN＝ＩＮＶSHUT＋αとして定め、このインバータ出力の下限値ＩＮＶMINを下回らないようにインバータポンプへのインバータ出力を規制する。インバータポンプへのインバータ出力が規制されると、ポンプ前後差圧と設定差圧とを一致させるように、バイパス弁への弁開度出力が調整される。ここで、バイパス弁への弁開度出力が所定の開度値以上となると、運転中の複数台の送水ポンプのうち少なくとも１台が停止される。
【００２１】
例えば、インバータポンプを１台、定速ポンプを１台としたシステムにおいて、インバータポンプと定速ポンプとの並列運転中、インバータポンプへのインバータ出力が下限値ＩＮＶMINを下回ろうとすると、下限値ＩＮＶMINを下回らないようにインバータポンプへのインバータ出力が規制される。そして、このインバータ出力の規制によって、バイパス弁が開かれて行き、所定の開度以上となると、定速ポンプの運転が停止され、インバータポンプのみの単独運転とされる。すなわち、バイパス弁が所定の開度以上となった場合、インバータポンプが実質的に締切状態となり、送水ポンプ１台分の余剰が生じていると判断し、定速ポンプの運転を停止して、インバータポンプのみの単独運転とする。インバータポンプのみの単独運転となると、ポンプ前後差圧と設定差圧とを一致させる圧力一定制御によって、インバータポンプへのインバータ出力が高められる（例えば、インバータポンを定速ポンプと同容量（例えば、インバータポンプを定速ポンプと同容量とすると、インバータポンプへのインバータ出力を最大とすることによって、それまでの定速ポンプの代わりとなる）。これにより、インバータポンプにおける圧力負けの状態が回避されるとともに、余剰な台数の送水ポンプの運転をなくして省エネルギーが図られる。
【００２２】
本発明において、インバータ出力の締切値は、設定差圧が固定である場合、一定値として定めておくようにしてもよいし、所定周波数における締切圧（送水ポンプを定格回転数で回転させた時の流量零時の揚程（定格時の締切圧））と現在のポンプ前後差圧とから算出するようにしてもよい。例えば、一例として、インバータ出力の締切値をＩＮＶSHUT、定格時の締切圧をＰSHUT、現在のポンプ前後差圧をΔＰpv、余裕分をβとした場合、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTをＩＮＶSHUT＝（ΔＰpv／ＰSHUT）1/2＋βとして算出することが考えられる。なお、本発明において、送水ポンプの定格回転数は、商用の電源で運転するものとした場合、５０Ｈｚでの定格回転数と６０Ｈｚでの定格回転数とがあり、その電源の種類によって異なるものである。
【００２３】
本発明において、設定差圧は、手動によって変更されるようにしてもよいし、自動で変更されるようにしてもよい。例えば、一例として、外部負荷から戻されてくる熱源水の流量を負荷流量として計測し、この計測された負荷流量に基づいて設定差圧を決定するようにすることが考えられる。この場合、負荷流量に応じて、設定差圧が自動的に変更される。
【００２４】
また、定格時の締切圧と現在のポンプ前後差圧とからではなく、定格時の締切圧と現在の設定差圧とからインバータ出力の締切値を算出するようにしてもよい。例えば、一例として、インバータ出力の締切値をＩＮＶSHUT、定格時の締切圧をＰSHUT、現在の設定差圧をΔＰsp、余裕分をβとした場合、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTをＩＮＶSHUT＝（ΔＰsp／ＰSHUT）1/2＋βとして算出することが考えられる。
【００２５】
また、ポンプ前後差圧に代えて第２の往ヘッダからの熱源水の送水圧を使用し、設定差圧に代えて設定送水圧を使用するようにしてもよい。この場合、第２の往ヘッダからの熱源水の送水圧と設定送水圧とが一致するように、インバータポンプへの回転数制御用のインバータ出力およびバイパス弁への開度制御用の弁開度出力を調整するようにする。また、送水ポンプを定格回転数で回転させた時の流量零時の揚程を定格時の締切圧とし、この定格時の締切圧と現在の送水圧（或いは現在の設定送水圧）とからインバータ出力の締切値を算出するようにする。
【００２６】
また、本発明において、送水ポンプへのインバータ出力が前記締切値以下となった場合、運転中の定速ポンプではなく、運転中のインバータポンプを停止させるようにしてもよく、インバータポンプと定速ポンプの容量は異容量であってもよい。また、インバータポンプおよび定速ポンプを複数台としたシステムとしてもよい。インバータポンプおよび定速ポンプを複数台としたシステムでは、その容量が運転中のインバータポンプの合計容量以下のポンプのうちどれかを停止するようにすることで、運転を継続する残りのポンプだけで、負荷をまかなうことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、インバータポンプが締切状態となり始める時のインバータ出力の値を締切値とし、インバータポンプへのインバータ出力が締切値以下となった場合、運転中の複数台のポンプのうち少なくとも１台を停止するようにしたので、また、インバータ出力の下限値を締切値以上の値として定め、このインバータ出力の下限値を下回らないようにインバータポンプへのインバータ出力を規制するようにし、このインバータポンプへのインバータ出力の規制中、バイパス弁への弁開度出力が所定の開度値以上となった場合、運転中の複数台のポンプのうち少なくとも１台を停止するようにしたので、インバータポンプが締切状態になると判断される場合には、例えば運転中の定速ポンプを１台停止させるようにして、インバータポンプにおける圧力負けの状態を回避するとともに、余剰な台数の送水ポンプの運転をなくして省エネルギーを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る送水圧力制御システムの第１の実施の形態（実施の形態１）を示す計装図である。
【図２】実施の形態１の送水圧力制御システムにおける制御装置が周期的に実行する２次ポンプ増段処理のフローチャートである。
【図３】実施の形態１の送水圧力制御システムにおける制御装置が周期的に実行する２次ポンプ減段処理の第１例（方式１）のフローチャートである。
【図４】実施の形態１の送水圧力制御システムにおける制御装置が周期的に実行する２次ポンプ減段処理の第２例（方式２）のフローチャートである。
【図５】実施の形態１の送水圧力制御システムにおける２次ポンプ減段機能の機能ブロック図（方式１）である。
【図６】実施の形態１の送水圧力制御システムにおける２次ポンプ減段機能の機能ブロック図（方式２）である。
【図７】本発明に係る送水圧力制御システムの第２の実施の形態（実施の形態２）を示す計装図である。
【図８】実施の形態２の送水圧力制御システムにおける制御装置が周期的に実行する２次ポンプ減段処理の第１例（方式１）のフローチャートである。
【図９】実施の形態２の送水圧力制御システムにおける制御装置が周期的に実行する２次ポンプ減段処理の第２例（方式２）のフローチャートである。
【図１０】実施の形態２の送水圧力制御システムにおける２次ポンプ減段機能の機能ブロック図（方式１）である。
【図１１】実施の形態２の送水圧力制御システムにおける２次ポンプ減段機能の機能ブロック図（方式２）である。
【図１２】実施の形態２の送水圧力制御システムにおいて負荷流量に応じて設定差圧を決定するようにした場合の２次ポンプ減段機能の機能ブロック図（方式１）である。
【図１３】実施の形態２の送水圧力制御システムにおいて負荷流量に応じて設定差圧を決定するようにした場合の２次ポンプ減段機能の機能ブロック図（方式２）である。
【図１４】実施の形態２の送水圧力制御システムにおいて負荷流量に応じて設定差圧を決定するようにした場合の制御装置が周期的に実行する２次ポンプ減段処理の第１例（方式１）のフローチャートである。
【図１５】インバータポンプと定速ポンプとの並列運転時の流量と圧力との関係（Ｑ−Ｈ特性）を示す図である。
【図１６】実施の形態１又は実施の形態２において送水圧と設定送水圧とを一致させるようにした場合の送水圧力制御システムの計装図である。
【図１７】実施の形態２の方式１において送水圧と設定送水圧とを一致させるようにした場合の２次ポンプ減段処理のフローチャートである。
【図１８】インバータポンプと定速ポンプを各１台としたシステムでの運転中のポンプの容量と停止するポンプとの組み合わせを例示する図である。
【図１９】インバータポンプと定速ポンプを複数台としたシステムでの運転中のポンプの容量と停止するポンプとの組み合わせを例示する図である。
【図２０】従来の送水圧力制御システムの計装図である。
【図２１】この送水圧力制御システムにおける圧力一定制御（インバータポンプ回転数による圧力一定制御およびバイパス弁開度による圧力一定制御）を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施の形態に基づき詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係る送水圧力制御システムの第１の実施の形態（実施の形態１）を示す計装図である。同図において、図２０と同一符号は図２０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。
【００３０】
この実施の形態において、従来の送水圧力制御システムと異なる点は、制御装置１４が有する機能にある。制御装置１４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、圧力不足もしくは過電流による２次ポンプ増段機能１４Ａ、およびインバータ出力低下による２次ポンプ減段機能１４Ｂを有している。
【００３１】
また、このシステムでは、制御装置１４における２次ポンプ増段機能１４Ａで使用する情報として、インバータポンプ９−１を流れる電流を計測し、インバータポンプ９−１の電流値Ｉpvとして制御装置１４へ送るようにしている。
【００３２】
〔圧力不足もしくは過電流による２次ポンプの増段（定速ポンプの起動）〕
図２に制御装置１４が２次ポンプ増段機能１４Ａによって周期的に実行する２次ポンプ増段処理のフローチャートを示す。なお、この２次ポンプ増段処理の実施に際し、２次ポンプはインバータポンプ９−１のみの単独運転中であるとする。
【００３３】
制御装置１４は、差圧センサ１２からのポンプ前後差圧ΔＰpvを取り込み（ステップＳ１０１）、このポンプ前後差圧ΔＰpvと設定差圧ΔＰspとを比較し、ΔＰpv＝ΔＰspとなるように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶおよびバイパス弁１０への弁開度出力θを決定する（ステップＳ１０２）。
【００３４】
そして、この決定したインバータ出力ＩＮＶに基づいて、インバータポンプ９−１が最大運転中であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ここで、インバータポンプ９−１が最大運転中でなければ（ステップＳ１０３のＮＯ）、ステップＳ１０１へ戻り、同様の処理を繰り返す。
【００３５】
ステップＳ１０２では、決定されたインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θがインバータポンプ９−１およびバイパス弁１０へ出力され、ΔＰpv＝ΔＰspとなるような差圧制御（圧力一定制御）が行われる。
【００３６】
この差圧制御中、制御装置１４は、インバータポンプ９−１が最大運転中となると（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、ポンプ前後差圧ΔＰpvが設定差圧ΔＰsp以上であるか否かをチェックする（ステップＳ１０４）。ここで、ポンプ前後差圧ΔＰpvが設定差圧ΔＰsp未満であれば（ステップＳ１０４のＮＯ）、圧力不足と判断し、定速ポンプ９−２を起動する（ステップＳ１０６）。
【００３７】
ポンプ前後差圧ΔＰpvが設定差圧ΔＰsp以上であれば（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、インバータポンプ９−１の電流値Ｉpvが予め定められている一定値Ｉthを超えているか否かをチェックする（ステップＳ１０５）。ここで、インバータポンプ９−１の電流値ＩpvがＩthを超えていれば（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、過電流と判断し、定速ポンプ９−２を起動する（ステップＳ１０６）。なお、過電流により定速ポンプ９−２を起動した場合には、すぐに停止してしまわないように、停止判断を遅らせるようにするとよい。
【００３８】
このようにして、制御装置１４は、インバータポンプ９−１の最大運転中、圧力不足になると、定速ポンプ９−２を起動することによって、２次ポンプの増段を図る。また、圧力不足とならなくても、過電流となれば、定速ポンプ９−２を起動することによって、２次ポンプの増段を図る。
【００３９】
なお、この例では、インバータポンプ９−１の電流値ＩpvがＩthを超えた場合に定速ポンプ９−２を起動するようにしたが、インバータポンプ９−１の電力値を計測するようにし、この電力値が一定値を超えた場合に定速ポンプ９−２を起動するようにしてもよい。また、インバータポンプ９−１を流れる熱源水の流量を計測するようにし、この流量が一定値を超えた場合に定速ポンプ９−２を起動するようにしてもよい。
【００４０】
〔インバータ出力低下による２次ポンプの減段（定速ポンプの停止）：方式１〕
図３に制御装置１４が２次ポンプ減段機能１４Ｂによって周期的に実行する２次ポンプ減段処理のフローチャートの第１例（方式１）を示す。なお、この方式１の２次ポンプ減段処理の実施に際し、２次ポンプは同容量のインバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２との並列運転中であるとする。
【００４１】
制御装置１４は、差圧センサ１２からのポンプ前後差圧ΔＰpvを取り込み（ステップＳ２０１）、このポンプ前後差圧ΔＰpvと設定差圧ΔＰspとを比較し、ΔＰpv＝ΔＰspとなるように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶおよびバイパス弁１０への弁開度出力θを決定する（ステップＳ２０２）。
【００４２】
そして、インバータポンプ９−１が締切状態となり始める時のインバータ出力の値を締切値ＩＮＶSHUTとして決定する（ステップＳ２０３）。この例では、設定差圧ΔＰspが固定とされているので、予め定められている設定差圧ΔＰspにおける締切値ＩＮＶSHUTを取得するものとする。そして、この決定した締切値ＩＮＶSHUTとステップＳ２０２で決定したインバータ出力ＩＮＶとを比較する（ステップＳ２０４）。
【００４３】
ここで、インバータ出力ＩＮＶが締切値ＩＮＶSHUTを超えていれば（ステップＳ２０４のＮＯ）、ステップＳ２０１へ戻り、同様の処理を繰り返す。
【００４４】
ステップＳ２０２では、決定されたインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θがインバータポンプ９−１およびバイパス弁１０へ出力され、ΔＰpv＝ΔＰspとなるような差圧制御（圧力一定制御）が行われる。
【００４５】
この差圧制御中、制御装置１４は、インバータ出力ＩＮＶが締切値ＩＮＶSHUT以下となると（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、定速ポンプ９−２の運転を停止する（ステップＳ２０５）。すなわち、インバータ出力ＩＮＶが締切値ＩＮＶSHUT以下となった場合、インバータポンプ９−１が締切状態となり、２次ポンプ１台分の余剰が生じていると判断し、定速ポンプ９−２の運転を停止して、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。
【００４６】
インバータポンプ９−１のみの単独運転となると、ポンプ前後差圧ΔＰpvと設定差圧ΔＰspとを一致させる圧力一定制御によって、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶが高められる。この場合、インバータポンプ９−１は、定速ポンプ９−２と同容量であるので、インバータポンプ９−１へのインバータ出力を最大とすることによって、それまでの定速ポンプ９−２の代わりとされる。これにより、インバータポンプ９−１における圧力負けの状態が回避されるとともに、余剰な台数の２次ポンプの運転をなくして省エネルギーが図られる。
【００４７】
なお、この例では、ステップＳ２０３において、予め定められている設定差圧ΔＰspにおける締切値ＩＮＶSHUTを取得するようにしたが、ポンプ前後差圧ΔＰpvよりその時のインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出するようにしてもよい。ポンプ前後差圧ΔＰpvよりインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出する方式については、後述する実施の形態２で説明する。
【００４８】
図５にインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを予め定めておくようにした場合の２次ポンプ減段機能１４Ｂの機能ブロック図（方式１）を示す。同図において、１００はインバータ出力締切値記憶部、１０１は制御出力決定部、１０２は定速ポンプ停止部であり、インバータ出力締切値記憶部１００には予め定められた設定差圧ΔＰspにおける締切値ＩＮＶSHUTが記憶されている。
【００４９】
この機能ブロック図において、制御出力決定部１０１は、ポンプ前後差圧ΔＰpvと設定差圧ΔＰspとからインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θを制御出力として決定する。定速ポンプ停止部１０２は、制御出力決定部１０１からのインバータ出力ＩＮＶを入力とし、このインバータ出力ＩＮＶがインバータ出力締切値記憶部１００に記憶されている締切値ＩＮＶSHUT以下となった場合、定速ポンプ９−２の運転を停止し、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。
【００５０】
〔インバータポンプの締切状態判断による２次ポンプの減段（定速ポンプの停止）：方式２〕
図４に制御装置１４が２次ポンプ減段機能１４Ｂによって周期的に実行する２次ポンプ減段処理のフローチャートの第２例（方式２）を示す。なお、この方式２の２次ポンプ減段処理の実施に際しても、２次ポンプは同容量のインバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２との並列運転中であるとする。
【００５１】
制御装置１４は、差圧センサ１２からのポンプ前後差圧ΔＰpvを取り込み（ステップＳ３０１）、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを決定する（ステップＳ３０２）。この例においても、設定差圧ΔＰspが固定とされているので、予め定められている設定差圧ΔＰspにおける締切値ＩＮＶSHUTを取得するものとする。そして、この決定した締切値ＩＮＶSHUTに余裕分αをプラスして、インバータ出力の下限値ＩＮＶMIN（ＩＮＶMIN＝ＩＮＶSHUT＋α）を定める（ステップＳ３０３）。
【００５２】
そして、ポンプ前後差圧ΔＰpvと設定差圧ΔＰspとを比較し、ΔＰpv＝ΔＰspとなるように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶおよびバイパス弁１０への弁開度出力θを決定する（ステップＳ３０４）。
【００５３】
このステップＳ３０４でのインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θの決定に際し、制御装置１４は、ステップＳ３０３で定めたインバータ出力の下限値ＩＮＶMINを下回らないように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶを規制する。また、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶが規制された場合、ポンプ前後差圧ΔＰpvと設定差圧ΔＰspとが一致するように、バイパス弁１０への弁開度出力θを調整する。
【００５４】
このインバータ出力ＩＮＶの規制により、バイパス弁１０は、インバータポンプ９−１からの熱源水の流出量が０となる直前で、開かれるようになる。
【００５５】
制御装置１４は、バイパス弁１０への弁開度出力θをチェックし（ステップＳ３０５）、弁開度出力θが所定の開度値θth以上でなければ（ステップＳ３０５のＮＯ）、ステップＳ３０１へ戻り、同様の処理を繰り返す。
【００５６】
ステップＳ３０４では、決定されたインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θがインバータポンプ９−１およびバイパス弁１０へ出力され、ΔＰpv＝ΔＰspとなるような差圧制御（圧力一定制御）が行われる。
【００５７】
この差圧制御中、制御装置１４は、弁開度出力θが所定の開度値θth以上となると（ステップＳ３０５のＹＥＳ）、定速ポンプ９−２の運転を停止する（ステップＳ３０６）。すなわち、弁開度出力θが所定の開度値θth以上となった場合、インバータポンプ９−１が実質的に締切状態となり、２次ポンプ１台分の余剰が生じていると判断し、定速ポンプ９−２の運転を停止して、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。
【００５８】
インバータポンプ９−１のみの単独運転となると、ポンプ前後差圧ΔＰpvと設定差圧ΔＰspとを一致させる圧力一定制御によって、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶが高められる。この場合、インバータポンプ９−１は、定速ポンプ９−２と同容量であるので、インバータポンプ９−１へのインバータ出力を最大とすることによって、それまでの定速ポンプ９−２の代わりとされる。これにより、インバータポンプ９−１における圧力負けの状態が回避されるとともに、余剰な台数の２次ポンプの運転をなくして省エネルギーが図られる。
【００５９】
なお、この例では、ステップＳ３０３において、インバータ出力の下限値ＩＮＶMINをＩＮＶMIN＝ＩＮＶSHUT＋αとして定めるようにしたが、締切値ＩＮＶSHUTをインバータ出力の下限値ＩＮＶMINとするようにしてもよい。
【００６０】
また、この例では、ステップＳ３０２において、予め定められている設定差圧ΔＰspにおける締切値ＩＮＶSHUTを取得するようにしたが、ポンプ前後差圧ΔＰpvよりその時のインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出するようにしてもよい。ポンプ前後差圧ΔＰpvよりインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出する方式については、後述する実施の形態２で説明する。
【００６１】
図６にインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを予め定めておくようにした場合の２次ポンプ減段機能１４Ｂの機能ブロック図（方式２）を示す。同図において、２００はインバータ出力締切値記憶部、２０１は制御出力決定部、２０２はインバータ出力下限値算出部、２０３はインバータ出力規制部、２０４は定速ポンプ停止部であり、インバータ出力締切値記憶部２００には予め定められた設定差圧ΔＰspにおける締切値ＩＮＶSHUTが記憶されている。
【００６２】
この機能ブロック図において、制御出力決定部２０１は、ポンプ前後差圧ΔＰpvと設定差圧ΔＰspとからインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θを制御出力として決定する。インバータ出力下限値算出部２０２は、インバータ出力締切値記憶部２００に記憶されている締切値ＩＮＶSHUTより、ＩＮＶMIN＝ＩＮＶSHUT＋αとしてインバータ出力の下限値ＩＮＶMINを算出する。インバータ出力規制部２０３は、インバータ出力下限値算出部２０２によって算出されたインバータ出力の下限値ＩＮＶMINを入力とし、制御出力決定部２０１からのインバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶを規制する。また、インバータ出力ＩＮＶを下限値ＩＮＶMINで規制したことを制御出力決定部２０１へ知らせる。制御出力決定部２０１は、インバータ出力ＩＮＶが下限値ＩＮＶMINで規制された場合、バイパス弁１０への弁開度出力θを調整する。定速ポンプ停止部２０４は、バイパス弁１０への弁開度出力θが所定の開度値θth以上となった場合、定速ポンプ９−２の運転を停止し、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。
【００６３】
〔実施の形態２〕
図７はこの発明に係る送水圧力制御システムの第２の実施の形態（実施の形態２）を示す計装図である。この実施の形態では、設定差圧ΔＰspが可変とされ、運用中に手動で変更されるものとされている。
【００６４】
〔インバータ出力低下による２次ポンプの減段（定速ポンプの停止）：方式１〕
図８に制御装置１４が２次ポンプ減段機能１４Ｂによって周期的に実行する２次ポンプの減段処理のフローチャートの第１例（方式１）を示す。なお、この方式１の２次ポンプの減段処理の実施に際し、２次ポンプは同容量のインバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２との並列運転中であるとする。
【００６５】
制御装置１４は、設定差圧ΔＰspを現在の設定差圧ΔＰspnowとして取り込み（ステップＳ４０１）、差圧センサ１２からのポンプ前後差圧ΔＰpvを現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowとして取り込む（ステップＳ４０２）。そして、このポンプ前後差圧ΔＰpvnowと設定差圧ΔＰspnowとを比較し、ΔＰpvnow＝ΔＰspnowとなるように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶおよびバイパス弁１０への弁開度出力θを決定する（ステップＳ４０３）。
【００６６】
そして、ステップＳ４０２で取得した現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowと予め定められているインバータポンプ９−１の定格時の締切圧ＰSHUT（インバータポンプ９−１を定格回転数で回転させた時の流量零時の揚程）とから、下記の（１）式を用いて、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出する（ステップＳ４０４）。
【００６７】
ＩＮＶSHUT＝（ΔＰpv／ＰSHUT）1/2×１００＋β    ・・・・（１）
なお、この（１）式において、βは余裕分であり、所定の値として予め定められている。
【００６８】
そして、この算出したインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTとステップＳ４０３で決定したインバータ出力ＩＮＶとを比較する（ステップＳ４０５）。ここで、インバータ出力ＩＮＶが締切値ＩＮＶSHUT以下でなければ（ステップＳ４０５のＮＯ）、ステップＳ４０１へ戻り、同様の処理を繰り返す。
【００６９】
上記（１）式は、ＰSHUT（定格時の締切圧）：ΔＰsp（設定差圧）＝１：（ＩＮＶSHUT／１００）2の関係にあることに着目し、ΔＰsp＝ＰSHUT×（ＩＮＶSHUT／１００）2、（ＩＮＶSHUT／１００）2＝（ΔＰsp／ＰSHUT）、ＩＮＶSHUT＝（ΔＰsp／ＰSHUT）1/2として式を展開し、ΔＰspをΔＰpvに置き換え、ＩＮＶSHUT＝（ΔＰpv／ＰSHUT）1/2とし、これに余裕分βを加え、ＩＮＶSHUT＝（ΔＰpv／ＰSHUT）1/2×１００＋βとして導き出したものである。なお、ΔＰspをΔＰpvに置き換えることにより、すなわちΔＰspに追随して変化するΔＰpvを用いることにより、実際の状況に適したＩＮＶSHUTを得ることが可能となる。
【００７０】
ステップＳ４０３では、決定されたインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θがインバータポンプ９−１およびバイパス弁１０へ出力され、ΔＰpv＝ΔＰspとなるような差圧制御（圧力一定制御）が行われる。
【００７１】
この差圧制御中、制御装置１４は、インバータ出力ＩＮＶが締切値ＩＮＶSHUT以下となると（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、定速ポンプ９−２の運転を停止する（ステップＳ４０６）。すなわち、インバータ出力ＩＮＶが締切値ＩＮＶSHUT以下となった場合、インバータポンプ９−１が締切状態となり、２次ポンプ１台分の余剰が生じていると判断し、定速ポンプ９−２の運転を停止して、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。
【００７２】
インバータポンプ９−１のみの単独運転となると、ポンプ前後差圧ΔＰpvnowと設定差圧ΔＰspnowとを一致させる圧力一定制御によって、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶが高められる。これにより、インバータポンプ９−１における圧力負けの状態が回避されるとともに、余剰な台数の２次ポンプの運転をなくして省エネルギーが図られる。
【００７３】
図１０にインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出するようにした場合の２次ポンプ減段機能１４Ｂの機能ブロック図（方式１）を示す。同図において、３００は定格時締切圧記憶部、３０１はインバータ出力締切値算出部、３０２は制御出力決定部、３０３は定速ポンプ停止部であり、定格時締切圧記憶部３００にはインバータポンプ９−１の定格時の締切圧ＰSHUTが記憶されている。
【００７４】
この機能ブロック図において、インバータ出力締切値算出部３０１は、現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowと定格時締切圧記憶部３００に記憶されている定格時の締切圧ＰSHUTとから、上記（１）式を用いて、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出する。制御出力決定部３０２は、現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowと現在の設定差圧ΔＰspnowとからインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θを制御出力として決定する。定速ポンプ停止部３０３は、制御出力決定部３０２からのインバータ出力ＩＮＶを入力とし、このインバータ出力ＩＮＶがインバータ出力締切値算出部３０１によって算出された締切値ＩＮＶSHUT以下となった場合、定速ポンプ９−２の運転を停止し、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。
【００７５】
〔インバータポンプの締切状態判断による２次ポンプの減段（定速ポンプの停止）：方式２〕
図９に制御装置１４が２次ポンプ減段機能１４Ｂによって周期的に実行する２次ポンプ減段処理のフローチャートの第２例（方式２）を示す。なお、この方式２の２次ポンプ減段処理の実施に際しても、２次ポンプは同容量のインバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２との並列運転中であるとする。
【００７６】
制御装置１４は、設定差圧Δspを現在の設定差圧ΔＰspnowとして取り込み（ステップＳ５０１）、差圧センサ１２からのポンプ前後差圧ΔＰpvを現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowとして取り込む（ステップＳ５０２）。そして、現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowと予め定められているインバータポンプ９−１の定格時の締切圧ＰSHUTとから、上記の（１）式を用いて、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出する（ステップＳ５０３）。そして、この算出したインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTに余裕分αをプラスして、インバータ出力の下限値ＩＮＶMIN（ＩＮＶMIN＝ＩＮＶSHUT＋α）を定める（ステップＳ５０４）。
【００７７】
そして、現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowと現在の設定差圧ΔＰspnowとを比較し、ΔＰpvnow＝ΔＰspnowとなるように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶおよびバイパス弁１０への弁開度出力θを決定する（ステップ５０５）。
【００７８】
このインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θの決定に際し、制御装置１４は、ステップＳ５０４で定めたインバータ出力の下限値ＩＮＶMINを下回らないように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶを規制する。また、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶが規制された場合、ポンプ前後差圧ΔＰpvnowと設定差圧ΔＰspnowとが一致するように、バイパス弁１０への弁開度出力θを調整する。
【００７９】
このインバータ出力ＩＮＶの規制により、バイパス弁１０は、インバータポンプ９−１からの熱源水の流出量が０となる直前で、開かれるようになる。
【００８０】
制御装置１４は、バイパス弁１０への弁開度出力θをチェックし（ステップＳ５０７）、弁開度出力θが所定の開度値θth以上でなければ（ステップＳ５０７のＮＯ）、ステップＳ５０１へ戻り、同様の処理を繰り返す。
【００８１】
ステップＳ５０６では、決定されたインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θがインバータポンプ９−１およびバイパス弁１０へ出力され、ΔＰpv＝ΔＰspとなるような差圧制御（圧力一定制御）が行われる。
【００８２】
この差圧制御中、制御装置１４は、弁開度出力θが所定の開度値θth以上となると（ステップＳ５０７のＹＥＳ）、定速ポンプ９−２の運転を停止する（ステップＳ５０８）。すなわち、弁開度出力θが所定の開度値θth以上となった場合、インバータポンプ９−１が実質的に締切状態となり、２次ポンプ１台分の余剰が生じていると判断し、定速ポンプ９−２の運転を停止して、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。
【００８３】
インバータポンプ９−１のみの単独運転となると、ポンプ前後差圧ΔＰpvnowと設定差圧ΔＰspnowとを一致させる圧力一定制御により、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶが高められる。これにより、インバータポンプ９−１における圧力負けの状態が回避されるとともに、余剰な台数の２次ポンプの運転をなくして省エネルギーが図られる。
【００８４】
図１１にインバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出するようにした場合の２次ポンプ減段機能１４Ｂの機能ブロック図（方式２）を示す。同図において、４００は定格時締切圧記憶部、４０１はインバータ出力締切値算出部、４０２は制御出力決定部、４０３はインバータ出力下限値算出部、４０４はインバータ出力規制部、４０５は定速ポンプ停止部であり、定格時締切圧記憶部４００にはインバータポンプ９−１の定格時の締切圧ＰSHUTが記憶されている。
【００８５】
この機能ブロック図において、インバータ出力締切値算出部４０１は、現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowと定格時締切圧記憶部４００に記憶されている定格時の締切圧ＰSHUTとから、上記（１）式を用いて、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出する。インバータ出力下限値算出部４０３は、インバータ出力締切値算出部４０１によって算出された締切値ＩＮＶSHUTより、ＩＮＶMIN＝ＩＮＶSHUT＋αとしてインバータ出力の下限値ＩＮＶMINを算出する。制御出力決定部４０２は、現在のポンプ前後差圧ΔＰpvnowと現在の設定差圧ΔＰspnowとからインバータ出力ＩＮＶおよび弁開度出力θを制御出力として決定する。インバータ出力規制部４０４は、インバータ出力下限値算出部４０３によって算出されたインバータ出力の下限値ＩＮＶMINを入力とし、制御出力決定部４０２からのインバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶを規制する。また、インバータ出力ＩＮＶを下限値ＩＮＶMINで規制したことを制御出力決定部４０２へ知らせる。制御出力決定部４０２は、インバータ出力ＩＮＶが下限値ＩＮＶMINで規制された場合、バイパス弁１０への弁開度出力θを調整する。定速ポンプ停止部４０５は、バイパス弁１０への弁開度出力θが所定の開度値θth以上となった場合、定速ポンプ９−２の運転を停止し、インバータポンプ９−１のみの単独運転とする。
【００８６】
なお、上述した実施の形態２では、設定差圧ΔＰspを運用中に手動で設定変更するものとしたが、設定差圧ΔＰspが自動的に変更されるものとしてもよい。例えば、その一例として、図１２に示すように、２次ポンプ減段機能１４Ｂに設定差圧決定部３０４を設け、計測される負荷流量ＱＦに応じて設定差圧ΔＰspを決定するようにすることが考えられる。また、図１３に示すように、２次ポンプ減段機能１４Ｂに設定差圧決定部４０６を設け、計測される負荷流量ＱＦに応じて設定差圧ΔＰspを決定するようにすることが考えられる。この場合、負荷流量ＱＦが減少すれば設定差圧ΔＰspを下げ、負荷流量ＱＦが増大すれば設定差圧ΔＰspを上げるようにする。
【００８７】
図１４に負荷流量ＱＦに応じて設定差圧ΔＰspを変更するようにした場合の図８に対応するフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ステップＳ６００では計測された負荷流量ＱＦを取り込み、ステップＳ６０１では取り込んだ負荷流量ＱＦに応ずる設定差圧ΔＰspを現在の設定差圧ΔＰspnowとして設定する。そして、ステップＳ４０２〜Ｓ４０６に対応するステップＳ６０２〜Ｓ６０６の処理を実行する。このようにすることによって、負荷流量ＱＦが少ない場合には、すなわち外部負荷３におけるバルブ３−１が絞られている場合（末端差圧が高い場合）には、インバータポンプ９−１の回転数を下げるようにして、省エネルギーを図ることが可能となる。このような制御を負荷流量による送水圧可変制御と呼ぶ。
【００８８】
図１５にインバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２との並列運転時の流量と圧力との関係（Ｑ−Ｈ特性）を示す。図１５において、特性Ｉは設定差圧ΔＰspと流量との関係を示し、特性IIはインバータ出力ＩＮＶを１００％とした時のポンプ圧力と流量との関係（定速運転時Ｑ−Ｈ特性）を示し、特性IIIは定速ポンプ９−２のみで確保される設定差圧ΔＰspでインバータ出力ＩＮＶを締切値ＩＮＶSHUTとした時のポンプ圧と流量との関係（締切状態Ｑ−Ｈ特性）を示す。この場合、負荷流量の増大に伴い設定差圧ΔＰspが上昇し、この設定差圧ΔＰspに追随してポンプ前後差圧ΔＰpvが上昇すると、前記の（１）式に従う計算によって、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTが上げられて行く。
【００８９】
設定差圧ΔＰspを自動的に変更する例として、外部負荷３の入口側と出口側の差圧を末端差圧として実際に計測し、この計測した末端差圧に応じて設定差圧ΔＰspを変更することも考えられる。この場合、末端差圧の計測値が上がれば設定差圧ΔＰspを下げ、末端差圧の計測値が下がれば設定差圧ΔＰspを上げるようにする。また、例えば、外部負荷３が複数あるような場合、これら外部負荷３におけるバルブ３−１の開度を監視するようにし、このバルブ３−１の開度の中に１００％開度のものがあれば、設定差圧ΔＰspを上げるようにすることも考えられる。
【００９０】
また、上述した実施の形態２では、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTの算出に際して、現在のポンプ前後差圧ΔＰpvを使用するようにしたが、現在の設定差圧ΔＰspを使用するようにしてもよい。この場合、前記の（１）式に代えて、下記の（２）式を使用するようにする。
ＩＮＶSHUT＝（ΔＰsp／ＰSHUT）1/2×１００＋β    ・・・・（２）
【００９１】
また、上述した実施の形態１，２では、第１の往ヘッダ４−１と第２の往ヘッダ４−２との間の熱源水の差圧をポンプ前後差圧ΔＰpvとして計測し、このポンプ前後差圧ΔＰpvを設定差圧ΔＰspに一致させるようにしたシステムについて説明したが、外部負荷３への熱源水の送水圧を計測し、この送水圧を設定送水圧に一致させるようにしたシステムにおいても同様の方式を採用することができる。
【００９２】
この場合、図１６に示すように、第２の往ヘッダ４−２からの熱源水の送水圧ＰＳpvを圧力センサ１５によって計測し、この計測した送水圧ＰＳpvを制御装置１４へ送るようにする。制御装置１４では、圧力センサ１５からの送水圧ＰＳpvと設定送水圧ＰＳspとを比較し、ＰＳpv＝ＰＳspとなるように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶおよびバイパス弁１０への弁開度出力θを調整する。
【００９３】
この際、例えば、実施の形態２の方式１では、図１７に示すように、設定送水圧ＰＳspを現在の設定送水圧ＰＳspnowとして取り込み（ステップＳ７０１）、圧力センサ１５が計測する送水圧ＰＳpvを現在の送水圧ＰＳpvnowとして取り込み（ステップＳ７０２）、この送水圧ＰＳpvnowと設定送水圧ＰＳspnowを比較し、ＰＳpvnow＝ＰＳspnowとなるように、インバータポンプ９−１へのインバータ出力ＩＮＶおよびバイパス弁１０への弁開度出力θを決定する（ステップＳ７０３）。
【００９４】
そして、現在の送水圧ＰＳpvnowと予め定められているインバータポンプ９−１の定格時の締切圧ＰSHUTとから、下記の（３）式を用いて、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTを算出する（ステップＳ７０４）。
【００９５】
ＩＮＶSHUT＝（（ＰＳpv−Ｐback）／ＰSHUT）1/2×１００＋β    ・・・・（３）
なお、この（３）式において、Ｐbackはポンプの背圧（往ヘッダ４−１における熱源水の圧力）を示し、この背圧Ｐbackは予め所定値として設定しておく。
【００９６】
このシステムにおいても、ポンプ前後差圧を一定に制御するシステムと同様、設定送水圧ＰＳspは手動で変更されるものであってもよいし、自動的に変更させるものであってもよい。
【００９７】
また、このシステムにおいて、インバータ出力の締切値ＩＮＶSHUTの算出に際して、現在の送水圧ＰＳpvに代えて、現在の設定送水圧ＰＳspを使用するようにしてもよい。この場合、上記の（３）式に代えて、下記の（４）式を使用するようにする。
ＩＮＶSHUT＝（（ＰＳsp−Ｐback）／ＰSHUT）1/2×１００＋β    ・・・・（４）
【００９８】
また、上述した実施の形態１，２では、説明を簡単とするために、２次ポンプ９をインバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２の２台としたが、インバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２とを混在させたシステムであればよく、その台数は１台ずつに限られるものではない。例えば、インバータポンプ９−１を１台とし、定速ポンプ９−２を複数台としたシステムであってもよい。また、インバータポンプ９−１を複数台としてもよい。
【００９９】
また、上述した実施の形態１，２では、インバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２の容量を同容量とし、運転中の定速ポンプ９−２の運転を停止するようにしたが、インバータポンプ９−１の運転を停止するようにしてもよく、インバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２の容量を異容量としてもよい。
【０１００】
インバータポンプ９−１と定速ポンプ９−２の容量を異容量とする場合、例えば、インバータポンプ９−１の容量が定速ポンプ９−２の容量よりも大きい場合には定速ポンプ９−２を停止するようにし、定速ポンプ９−２の容量がインバータポンプ９−１の容量よりも大きい場合にはインバータポンプ９−１を停止するようにするとよい（図１８参照）。
【０１０１】
また、インバータポンプ９−１および定速ポンプ９−２を複数台としたシステムでは、その容量が運転中のインバータポンプの合計容量以下のポンプのうちどれかを停止するようにするとよい（図１９参照）。
【０１０２】
また、上述した実施の形態１，２は、２次ポンプへの適用例として説明したが、１次ポンプに対しても同様にして適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の送水圧力制御システムおよび方法は、空調機・ファンコイル等の熱負荷、地域冷暖房の需要家などを外部負荷とする冷暖房システムなど、様々な分野で利用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１…熱源機、２…１次ポンプ、３…外部負荷、３−１…バルブ、４−１…第１の往ヘッダ、４−２…第２の往ヘッダ、５…往水管路、６…還水管路、７…還ヘッダ、８…バイパス管路、９…２次ポンプ、９−１…第１の２次ポンプ（インバータポンプ）、９−２…第２の２次ポンプ（定速ポンプ）、１０…バイパス弁、Ｌ１…バイパス路、１１…インバータ、１２…差圧センサ、１３…流量計、１４…制御装置、１４Ａ…２次ポンプ増段機能、１４Ｂ…２次ポンプ減段機能、１５…圧力センサ、１００…インバータ出力締切値記憶部、１０１…制御出力決定部、１０２…定速ポンプ停止部、２００…インバータ出力締切値記憶部、２０１…制御出力決定部、２０２…インバータ出力下限値算出部、２０３…インバータ出力規制部、２０４…定速ポンプ停止部、３００…定格時締切圧記憶部、３０１…インバータ出力締切値算出部、３０２…制御出力決定部、３０３…定速ポンプ停止部、３０４…設定差圧決定部、４００…定格時締切圧記憶部、４０１…インバータ出力締切値算出部、４０２…制御出力決定部、４０３…インバータ出力下限値算出部、４０４…インバータ出力規制部、４０５…定速ポンプ停止部、４０６…設定差圧決定部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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