(57)【要約】【課題】空調システムにおいて、ポンプの運転状態を制御する制御手段として、高度なハードウェアやソフトウェアを一切必要としない簡単な制御手段にて、高い省エネルギー効果を有する空調システムのポンプの運転状態を制御する制御方法及び制御装置及び空調システムを開発する。【解決手段】空調システムにおいて、冷温水発生器の出口温度を一定にするように１次ポンプの回転数を制御し、熱交換器の出口温度を一定にするように２次ポンプの回転数を制御する制御手段を有する空調システムの制御方法及び制御装置及び空調システムを提供する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次ポンプと、１次ポンプの後段に置かれた冷温水発生器と、冷温水発生器の後段に置かれた２次ポンプと、２次ポンプの後段に置かれた熱交換器により構成された空調システムにおいて、
２次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
熱交換器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、
該温度測定手段からの温度情報により、熱交換器を通過した流水の温度が一定に保たれるように２次ポンプの回転数を制御することを特徴とする空調システムの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の空調システムの制御方法により制御されることを特徴とする空調システム。
【請求項３】
１次ポンプと、１次ポンプの後段に置かれた冷温水発生器と、冷温水発生器の後段に置かれた２次ポンプと、２次ポンプの後段に置かれた熱交換器により構成された空調システムにおいて、
２次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
熱交換器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、
該温度測定手段からの温度情報により、熱交換器を通過した流水の温度が一定に保たれるように２次ポンプの回転数を制御することを特徴とする空調システムの制御装置。
【請求項４】
上記空調システムの温度測定手段が温度センサであり、制御手段が、ＰＩＤ（微積分）制御方式を用いた温度設定器とインバータであることを特徴とする請求項３に記載の空調システムの制御装置。
【請求項５】
請求項３あるいは請求項４に記載の空調システムの制御装置を有することを特徴とする空調システム。
【請求項６】
１次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
冷温水発生器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、
該温度測定手段からの温度情報により、冷温水発生器を通過した流水の温度が一定に保たれるように１次ポンプの回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の空調システムの制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の空調システムの制御方法により制御されることを特徴とする空調システム。
【請求項８】
１次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
冷温水発生器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、  
該温度測定手段からの温度情報により、冷温水発生器を通過した流水の温度が一定に保たれるように１次ポンプの回転数を制御することを特徴とする請求項３に記載の空調システムの制御装置。
【請求項９】
上記空調システムの温度測定手段が温度センサであり、制御装置が、ＰＩＤ（微積分）制御方式を用いた温度設定器とインバータであることを特徴とする請求項８に記載の空調システムの制御装置。
【請求項１０】
請求項８あるいは請求項９に記載の空調システムの制御装置を有することを特徴とする空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムの制御方法及び空調システムの制御装置及び上記制御方法により制御される空調システム及び上記制御装置を有する空調システムに関するものである。
【０００２】
さらに詳しくは、熱交換器を通過した流水の温度情報により、熱交換器を通過した流水の温度が一定に保たれるように２次ポンプの回転数を制御することを特徴とする空調システムの制御方法及び空調システムの制御装置及び上記制御方法により制御される空調システム及び上記制御装置を有する空調システムに関するものである。
【０００３】
また、上記の空調システムの制御方法及び制御装置及び空調システムに加え、冷温水発生器を通過した流水の温度情報により、冷温水発生器を通過した流水の温度が一定に保たれるように１次ポンプの回転数を制御することを特徴とする空調システムの制御方法及び空調システムの制御装置及び上記制御方法により制御される空調システム及び上記制御装置を有する空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００４】
従来の空調システムのごく一般的な事例の回路図を図６に示す。図６の空調システムａｃｕは、戻りヘッダＣＨＲ、２台の１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２、２台の冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２、送りヘッダＣＨ１、送りヘッダＣＨ１から戻りヘッダＣＨＲへのバイパス路ＢＰ１、インバータＩｎｖ２１が付加された２次ポンプＰｏ２１、インバータＩｎｖ２２が付加された２次ポンプＰｏ２２、送りヘッダＣＨ２、逃し弁Ｂを有する送りヘッダＣＨ２から送りヘッダＣＨ１へのバイパス路ＢＰ２、２台の熱交換器Ｆ１、Ｆ２、２方弁ｂ１、ｂ２、膨張タンクＥＸＴを基本的な構成要素として有し、さらに、制御系として、熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過した流水の流量を測定する流量計Ｑ、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２を通過した流水の吐出圧を測定する圧力計Ｐ、そして制御器ｃｔｕから構成されている。なお、制御器ｃｔｕは、流量計Ｑからの流量情報を受けてインバータＩｎｖ２１，Ｉｎｖ２２を介して２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の運転状態を制御すると共に、圧力計Ｐからの圧力情報を受けて逃し弁Ｂの開度調節を行うという２つの制御機能を有している。
【０００５】
空調システムａｃｕの作用は以下のとおりである。すなわち、戻りヘッダＣＨＲから還流される水流は２条に分かれて１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２に吸引される。１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２により加圧された水流は、冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２に導かれ、ここで冷却あるいは加熱された後、送りヘッダＣＨ１に導かれる。送りヘッダＣＨ１と戻りヘッダＣＨＲはバイパス路ＢＰ１で連結されており、１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２で発生した余剰分の水量はバイパス路ＢＰ１を通じて戻りヘッダＣＨＲに戻される。
【０００６】
水流は、送りヘッダＣＨ１から２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２に吸引され、送りヘッダＣＨ２に導かれる。なお、送りヘッダＣＨ１と送りヘッダＣＨ２の間にはバイパス路ＢＰ２が設けられていて、余剰分の水量を送りヘッダＣＨ２から送りヘッダＣＨ１に還流させる。このバイパス路ＢＰ２には、逃し弁Ｂが設けられている。
【０００７】
送りヘッダＣＨ２から送水された流水は２条に分かれて熱交換器Ｆ１、Ｆ２に導かれ、ここで空気と熱交換を行い、空気を冷却あるいは加熱する。空気との熱交換により冷却あるいは加熱された流水は、２方弁ｂ１、ｂ２を通過して戻りヘッダＣＨＲに還流される。なお、ＥＸＴは戻りヘッダＣＨＲに流水が還流された時点にて余剰の水量を逃がす膨張タンクである。また、２方弁ｂ１、ｂ２は、図示しない制御装置により制御されて熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過する水量の制御を行うものであるが、この制御は本願発明の要部から外れるので、説明は省く。
【０００８】
このような空調システムａｃｕには、送りヘッダＣＨ２の圧力を設定することにより２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の運転状態を制御する制御器ｃｔｕが設けられるのが通常である。送りヘッダＣＨ２には圧力計Ｐが設けられて、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の吐出圧を常時監視し、圧力情報を制御器ｃｔｕに送信する。制御器ｃｔｕ内には圧力設定器（図示せず）が設けられていて、送りヘッダＣＨ２の水圧が設定値を越えた場合に、バイパス路ＢＰ２に設けられた逃し弁Ｂのバルブ開度を送りヘッダＣＨ２の水圧に応じて調節し、送りヘッダＣＨ２における余剰水量を送りヘッダＣＨ１に逃がしている。
【０００９】
戻りヘッダＣＨＲの前段には流量計Ｑが設置されていて、戻りヘッダＣＨＲに還流される水流の流量を常時監視しており、流量情報は制御器ｃｔｕに送信される。制御器ｃｔｕ内部には、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の起動・停止を司る発停指示装置（図示せず）が設けられていて、戻りヘッダＣＨＲに還流される水流の流量の増減に応じて２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の運転状態（発停及び回転数）を制御している。同様に、図には示していないが、流量計Ｑは、冷温水器Ｒ１、Ｒ２の運転台数設定も司っている。
【００１０】
このような機構によって、送りヘッダＣＨ２の水圧を安定させ、且、戻りヘッダＣＨＲに還流される水量に応じて２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の運転状態（発停及び回転数）が決定される。熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過する水量に応じて２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の運転状態（発停及び回転数）を制御することにより、熱交換器Ｆ１、Ｆ２に送水される過剰水量が削減されるので、この従来の空調システムｃｔｕにおいても、ある程度の省エネルギー効果は達成されている。
【００１１】
図６の回路において、各部の水圧の変化を図示すれば、図４、図５のとおり（比較例のグラフ）である。なお、図４は基本流量時の水圧の変化、図５は流量低減時の水圧の変化を表現するものである。なお、基本流量とは、熱交換器Ｆ１、Ｆ２が能力１００％で稼動する際に必要とする流量であり、流量低減時とは、基本流量より流量が低下した場合を意味する。
【００１２】
上記従来の技術において、エネルギーが無駄に消費されている部分はいくつか指摘できる。まず、１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２は、常時一定の設定水圧にて運転されているので、熱交換器Ｆ１、Ｆ２が要求する負荷が低い場合、必要水量より過剰な水量を送水することにならざるをえない。したがって、この部分にて１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２にて電力が無駄に消費されている。ポンプの消費電力は流量の３乗に比例するので、熱交換器Ｆ１、Ｆ２が要求する負荷が高いときは無駄に消費される電力はまだ少ないが、熱交換器Ｆ１、Ｆ２が要求する負荷が低くなると無駄に消費される電力は膨大なものとなる。
【００１３】
次に、上記状況にて、熱交換器Ｆ１、Ｆ２で２次ポンプ側のインバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２の最低回転数に相当する水量以下の水量が要求される場合、送りヘッダＣＨ２の水圧は設定値よりも高くなるので、余剰水量を、送りヘッダＣＨ２から送りヘッダＣＨ１に逃がさざるをえなくなる。したがって、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２にても電力が無駄に消費されていることになる。
【００１４】
上記諸点のうち、１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２にて無駄に消費されるエネルギーに対する省エネルギー対策は、全く行われていないのが現状である。これに対し、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２にて無駄に消費されるエネルギーに対する省エネルギー対策は様々な形で行われているが、下記特許文献１に開示されている「空調システム」もその１例である。
【００１５】
下記特許文献１の「空調システム」は、複数の熱交換器の前段に設けられた２方弁の開度信号と、複数の２次ポンプの後段に設けられた差圧センサ（圧力計）の測定値によって複数の２次ポンプの夫々に付加されたインバータの回転数を制御する入出力演算部を有しており、これにより、複数の２次ポンプの出力（回転数）を負荷である複数の熱交換器が必要とする最低出力に抑えることができ、この部分で大幅な省エネルギーが可能であるとしている。
【００１６】
しかしながら、上記の入出力演算部は、コンピュータのＣＰＵ並みの高度な情報処理能力を有するＣＰＵが必要であり、かつ該入出力演算部を稼動させるためには専用の制御ソフトウェアが必要となる。さらに、該入出力演算部を空調システムに組み込んで実働できる態勢とするための調整には専門の情報処理技術を有する人員が不可欠であり、通常の空調システム技術者が上記入出力演算部を組み込んで下記特許文献１の「空調システム」を実現するには多大な困難があるといわざるを得ない。
【００１７】
下記特許文献１の「空調システム」が従来技術に比して顕著な省エネルギー効果を有するものであることは当業者の多くが認めるところであるが、にもかかわらず下記特許文献１の「空調システム」が広く普及するに至っていない原因は、やはり上記のように高度なハードウェアとソフトウェア及びそれらを扱える人員を要する点であり、高い省エネルギー効果は認知していながら、資本力に限りのある中小企業においては、費用対効果の点から導入に２の足を踏んでいるのが現状であるといえよう。
【００１８】
なお、技術内容の点からみても、下記特許文献１の「空調システム」は、２次ポンプ側においてはかなりの省エネルギー効果を有するものであるが、１次ポンプ側においては従来技術と何等変わるところはなく、この部分での省エネルギー対策が何等考えられていない点も解決すべき問題点として残るところである。
【特許文献１】特開２００２‐２１３８０２号公報
【非特許文献１】株式会社山武、“やさしい自動制御のお話 第４章PID制御について”、[online]，平成１６年９月１日、株式会社山武、[平成１６年９月１６日検索]、インターネット<URL:http//www.compoclub.com/jidou-seigyo/jidou-seigyo4.html>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
１次ポンプと、１次ポンプの後段に置かれた冷温水発生器と、冷温水発生器の後段に置かれた２次ポンプと、２次ポンプの後段に置かれた熱交換器を有する空調システムにおいて、２次ポンプの運転状態を制御する制御手段として、高度なハードウェアとソフトウェア及びそれらを扱える人員を一切必要としない簡単な制御手段にて、高度なハードウェアとソフトウェア及びそれらを扱える人員を必要とする制御手段と同等かそれ以上の省エネルギー効果を有する空調システムの制御方法及び制御装置を開発する。
【００２０】
また、上記課題の解決に加え、これまで全くといって良い位省みられてこなかった１次ポンプの側の省エネルギー化も実現する。具体的には、１次ポンプの側においては、一旦１次ポンプで加圧した水流を冷温水発生器に通して、余剰水量をバイパス路にて逃がしていたが、このようなエネルギーの無駄使いをせざるを得ない構成を改め、最初から冷温水発生器が要求する最低限度の水量のみを送水できるように１次ポンプの回転数を制御できる構成の空調システムの制御方法及び制御装置を合わせ開発する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、以下に記載する解決手段を提供するものである。
＜解決手段１＞
１次ポンプと、１次ポンプの後段に置かれた冷温水発生器と、冷温水発生器の後段に置かれた２次ポンプと、２次ポンプの後段に置かれた熱交換器により構成された空調システムにおいて、
２次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
熱交換器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、
該温度測定手段からの温度情報により、熱交換器を通過した流水の温度が一定に保たれるように２次ポンプの回転数を制御することを特徴とする空調システムの制御方法。
＜解決手段２＞
解決手段１に記載の空調システムの制御方法により制御されることを特徴とする空調システム。
＜解決手段３＞
１次ポンプと、１次ポンプの後段に置かれた冷温水発生器と、冷温水発生器の後段に置かれた２次ポンプと、２次ポンプの後段に置かれた熱交換器により構成された空調システムにおいて、
２次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
熱交換器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、
該温度測定手段からの温度情報により、熱交換器を通過した流水の温度が一定に保たれるように２次ポンプの回転数を制御することを特徴とする空調システムの制御装置。
＜解決手段４＞
上記空調システムの温度測定手段が温度センサであり、制御手段が、ＰＩＤ（微積分）制御方式を用いた温度設定器とインバータであることを特徴とする解決手段３に記載の空調システムの制御装置。
＜解決手段５＞
解決手段３あるいは解決手段４に記載の空調システムの制御装置を有することを特徴とする空調システム。
＜解決手段６＞
１次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
冷温水発生器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、
該温度測定手段からの温度情報により、冷温水発生器を通過した流水の温度が一定に保たれるように１次ポンプの回転数を制御することを特徴とする解決手段１に記載の空調システムの制御方法。
＜解決手段７＞
解決手段６に記載の空調システムの制御方法により制御されることを特徴とする空調システム。
＜解決手段８＞
１次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
冷温水発生器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、  
該温度測定手段からの温度情報により、冷温水発生器を通過した流水の温度が一定に保たれるように１次ポンプの回転数を制御することを特徴とする解決手段３に記載の空調システムの制御装置。
＜解決手段９＞
上記空調システムの温度測定手段が温度センサであり、制御装置が、ＰＩＤ（微積分）制御方式を用いた温度設定器とインバータであることを特徴とする解決手段８に記載の空調システムの制御装置。
＜解決手段１０＞
解決手段８あるいは解決手段９に記載の空調システムの制御装置を有することを特徴とする空調システム。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の解決手段１〜３及び解決手段５に記載の発明に於ては、
１次ポンプと、１次ポンプの後段に置かれた冷温水発生器と、冷温水発生器の後段に置かれた２次ポンプと、２次ポンプの後段に置かれた熱交換器により構成された空調システムにおいて、
２次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
熱交換器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、
該温度測定手段からの温度情報により、熱交換器を通過した流水の温度が一定に保たれるように２次ポンプの回転数を制御することを特徴とする空調システムの制御方法及び制御装置及び該制御装置を有する空調システムが実現されているので、
２次ポンプの運転状態を制御する制御手段として、高度なハードウェアとソフトウェア及びそれらを扱える人員を一切必要としない簡単な制御手段にて、高度なハードウェアとソフトウェア及びそれらを扱える人員を必要とする制御手段と同等かそれ以上の省エネルギー効果を有する空調システムの制御方法及び制御装置及び該制御装置を有する空調システムを実現することができる。
導入・維持に要する費用も高度なハードウェアとソフトウェア及びそれらを扱える人員を必要とする制御手段に比較して遥かに低廉であり、これまでの高価な省エネルギーシステムの導入をためらっていた中小規模の事業所においても大きな負担感なしに気軽に導入することができるようになった。
【００２３】
本発明の解決手段４及び解決手段５に記載の発明に於ては、
上記空調システムの温度測定手段が温度センサであり、制御手段が、ＰＩＤ（微積分）制御方式を用いた温度設定器とインバータであるので、
回路構成が極めて単純にして簡素であり、高度なハードウェアやソフトウェアを一切用いておらず、通常の空調設備を扱える技術者であれば誰でも取付け、調整、運転が可能である。また回路構成が極めて単純にして簡素であるところから回路全体が非常に安定しており故障も少なく、メンテナンスの手間もかからない。また、導入に要する費用も極めて低廉で、中小規模の事業所においても大きな費用対効果をあげることが可能である。
【００２４】
本発明の解決手段６〜８及び解決手段１０に記載の発明においては、
解決手段１〜３及び解決手段５に記載の発明に加えて、
１次ポンプの回転数を制御する制御手段と、
冷温水発生器を通過した流水の温度を測定する温度測定手段を有し、
該温度測定手段からの温度情報により、冷温水発生器を通過した流水の温度が一定に保たれるように１次ポンプの回転数を制御することを特徴とする空調システムの制御方法及び制御装置及び該制御装置を有する空調システムが実現されているので、
２次ポンプの側の省エネルギー化に加えて、１次ポンプの側の省エネルギー化も実現された。
【００２５】
具体的には、これまで１次ポンプの側においては、一旦１次ポンプで加圧した水流を冷温水発生器に通して、余剰水量をバイパス路にて逃がしていたが、このようなエネルギーの無駄使いをせざるを得ない構成が改められ、最初から冷温水発生器に要求される最低限度の水量及び水圧のみを送水できるように１次ポンプの回転数を制御できるようになったことで、空調システム全体としての省エネルギー効果はさらに大きなものとなった。
すなわち、１次ポンプと２次ポンプが連結運転の状態となり、管路全体の必要水頭を１次ポンプと２次ポンプの２系統のポンプで無駄なく供給することにより、従来に比べ、大幅な省エネルギー化が図れるものである。
【００２６】
しかも、１次ポンプの運転状態を制御する制御手段が、２次ポンプと同様高度なハードウェアとソフトウェア及びそれらを扱える人員を一切必要としない簡単な制御手段であるので、導入・維持に要する費用も高度なハードウェアとソフトウェア及びそれらを扱える人員を必要とする制御手段に比較して遥かに低廉であり、これまでの高価な省エネルギーシステムの導入をためらっていた中小規模の事業所においても大きな負担感なしに気軽に導入することができるようになった。
【００２７】
本発明の解決手段９及び解決手段１０に記載の発明に於ては、
上記空調システムの温度測定手段が温度センサであり、制御手段が、ＰＩＤ（微積分）制御方式を用いた温度設定器とインバータであるので、回路構成が極めて単純にして簡素であり、高度なハードウェアやソフトウェアを一切用いておらず、通常の空調設備を扱える技術者であれば誰でも取付け、調整、運転が可能である。また回路構成が極めて単純にして簡素であるところから回路全体が非常に安定しており故障も少なく、メンテナンスの手間もかからない。また、導入に要する費用も極めて低廉で、中小規模の事業所においても大きな費用対効果をあげることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に記載する第１実施例は、本発明の解決手段６〜１０に記載の空調システムの制御方法及び制御装置及び空調システムの１実施例である。
【実施例１】
【００２９】
＜実施例１の構成＞
図１は、実施例１の空調システムＡＣＵの回路図である。空調システムＡＣＵにおいては、図６の空調システムａｃｕと共通する構成要素に関しては同一の符号を用いるものである。
【００３０】
空調システムＡＣＵは、戻りヘッダＣＨＲ、１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２、２台の冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２、送りヘッダＣＨ１、送りヘッダＣＨ１から戻りヘッダＣＨＲへのバイパス路ＢＰ１、インバータＩｎｖ２１が付加された２次ポンプＰｏ２１、インバータＩｎｖ２２が付加された２次ポンプＰｏ２２、送りヘッダＣＨ２、逃し弁Ｂを有する送りヘッダＣＨ２から送りヘッダＣＨ１へのバイパス路ＢＰ２、２台の熱交換器Ｆ１、Ｆ２、２方弁ｂ１、ｂ２、膨張タンクＥＸＴという基本的な構成要素は空調システムａｃｕ（図６参照）と共通であり、さらに熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過した流水の流量を測定する流量計Ｑ、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２を通過した流水の吐出圧を測定する圧力計Ｐ、そして制御器ｃｔｕも空調システムａｃｕ（図６参照）と共通である。なお、熱交換器Ｆ１、Ｆ２の後段に設けられた２方弁ｂ１、ｂ２は、空調システムａｃｕ（図６参照）の場合と同様、本発明の要旨には直接関係しない構成である。
【００３１】
１次ポンプ側で空調システムａｃｕ（図６参照）と構成上異なる点は、以下のとおりである。すなわち、バイパスＢＰ１には２方弁である逃し弁Ｂ１が設けられ、また、送りヘッダＣＨ１には圧力計Ｐ１が設けられる。さらに、１次ポンプＰｏ１１にはインバータＩｎｖ１１が、１次ポンプＰｏ１２にはインバータＩｎｖ１２が夫々付加され、冷温水発生器Ｒ１の後段には温度センサＴｈ１１が、冷温水発生器Ｒ２の後段には温度センサＴｈ１２が夫々設けられる。
【００３２】
次に、２次ポンプ側で空調システムａｃｕ（図６参照）と構成上異なる点は、以下のとおりである。すなわち、戻りヘッダＣＨＲの前段に温度センサ２１が、送りヘッダＣＨ２の後段に温度センサ２２が夫々設けられる。
【００３３】
さらに、制御系において、制御器ｃｔｕに加えて新たに制御器ＣＴＵが設けられる。制御器ＣＴＵの詳細な構成は、図２に示すとおりである。すなわち、制御器ＣＴＵは、１次ポンプ側制御器Ｃ１と２次ポンプ側制御器Ｃ２からなる。１次ポンプ側制御器Ｃ１は圧力設定器Ｃ１１と温度設定器Ｃ１２からなっており、圧力設定器Ｃ１１も温度設定器Ｃ１２もＰＩＤ（微積分）制御器である。なお、ＰＩＤ制御器とは、ＰＩＤオートチューニング方式の小形デジタル指示調節計をさす。ＰＩＤとは「微積分比例」の略（Ｐ：比例、Ｉ：積分、Ｄ：微分）で、ＰＩＤ制御とは、現在値と設定値の偏差に比例した出力を出すＰ動作（Proportional Action）と、偏差の積分に比例する出力を出すＩ動作（Integral Action）と、偏差の微分に比例した出力を出すＤ動作（DerivativeAction）の和を出力し、目標値に向かって制御することをいう（詳細は、前記非特許文献１を参照されたい）。
【００３４】
圧力計Ｐ１は送りヘッダＣＨ１の水圧を常時監視しており、圧力計Ｐ１の圧力情報は、圧力設定器Ｃ１１に送られる。一方、逃し弁Ｂ１は通常の運転状態では常時閉鎖状態で、送りヘッダＣＨ１の水圧が設定値を越えたときのみ、圧力設定器Ｃ１１から逃し弁Ｂ１に開弁指令が送られ、逃し弁Ｂ１が開く。これにより、バイパス路ＢＰ１を通じて余剰水量が送りヘッダＣＨ１から戻りヘッダＣＨＲに逃がされ、送りヘッダＣＨ１の水圧が設定値以下になると圧力設定器Ｃ１１から逃し弁Ｂ１に閉弁指令が送られ、逃し弁Ｂ１は閉鎖状態となるよう構成されている。
【００３５】
温度センサＴｈ１１は冷温水発生器Ｒ１を通過した流水の温度を常時監視しており、温度センサＴｈ１１の温度情報は、温度設定器Ｃ１２に送られる。温度設定器Ｃ１２は、温度センサＴｈ１１の温度情報の微小変化に基いて、温度センサＴｈ１１の温度が常時一定に保持されるように、１次ポンプＰｏ１１の回転数を変化させる周波数信号を１次ポンプＰｏ１１のインバータＩｎｖ１１に送信するよう構成されている。
【００３６】
温度センサＴｈ１２は冷温水発生器Ｒ２を通過した流水の温度を常時監視しており、温度センサＴｈ１２の温度情報は、温度設定器Ｃ１２に送られる。温度設定器Ｃ１２は、温度センサＴｈ１２の温度情報の微小変化に基いて、温度センサＴｈ１２の温度が常時一定に保持されるように、１次ポンプＰｏ１２の回転数を変化させる周波数信号を１次ポンプＰｏ１２のインバータＩｎｖ１２に送信するよう構成されている。
【００３７】
２次ポンプ側制御器Ｃ２は温度設定器Ｃ２１であり、温度設定器Ｃ２１はＰＩＤ（微積分）制御器である。温度センサＴｈ２１は熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過した流水の温度を常時監視しており、温度センサＴｈ２１の温度情報は、温度設定器Ｃ２１に送られる。温度設定器Ｃ２１は、温度センサＴｈ２１の温度情報の微小変化に基いて、温度センサＴｈ２１の温度が常時一定に保持されるように、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の回転数を変化させる周波数信号を２次ポンプＰｏ２１のインバータＩｎｖ２１及び２次ポンプＰｏ２２のインバータＩｎｖ２２に送信するよう構成されている。
【００３８】
温度センサＴｈ２２は温度センサＴｈ２１の働きを補完し、制御を安定させるために設けられたもので、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２を通過した水流の温度を常時監視しており、温度センサＴｈ２２の温度情報は、温度設定器Ｃ２１に送られる。この温度センサＴｈ２２は、実施例１の構成にてはある程度有効であるが必須不可欠というものではない。しかし、１次ポンプ側に制御機構を設けない構成（解決手段１〜５）においては、温度センサＴｈ２１と温度設定器Ｃ２１による２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の回転数調整に正確を期すために大きく役立つものである（この点は後に詳述する）。
【００３９】
なお、制御器ｃｔｕは、図６に示す制御器ｃｔｕと略同様の構成であるが、若干異なる点もある。すなわち、制御器ｃｔｕ内には２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の起動・停止のみを司る発停指示装置ｃ２が設けられている点である（図６に示す制御器ｃｔｕは回転数制御も行う）。発停指示装置ｃ２は、戻りヘッダＣＨＲの前段に設けられた流量計Ｑが監視する戻りヘッダＣＨＲに還流される水流の流量に応じて２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２を２台共稼動させるか、どちらか１台のみの稼動とするかを決定し、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の起動・停止を司る指示信号をインバータＩｎｖ２１，Ｉｎｖ２２に送信する。インバータＩｎｖ２１，Ｉｎｖ２２は指示信号に基いて２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の稼動・停止を司る。
【００４０】
また、制御器ｃｔｕは、送りヘッダＣＨ２に設けられた圧力計Ｐにより常時監視される２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の吐出圧の圧力情報を制御器ｃｔｕ内の圧力設定器ｃ１に送信する構成となっている。バイパス路ＢＰ２に設けられた逃し弁Ｂは常時閉状態に設定されており、圧力計Ｐの圧力情報が異常圧力を示したときのみ、制御器ｃｔｕの圧力設定器ｃ１から逃し弁Ｂを開く信号が逃し弁Ｂに送られ、逃し弁Ｂが開いて過剰水量を送りヘッダＣＨ１に逃がすという構成になっている。
【００４１】
空調システムＡＣＵの制御系に関しては、図２に示すように、１次ポンプ側制御器Ｃ１を中心とする１次ポンプ側制御システムと、２次ポンプ側制御器Ｃ１を中心とする２次ポンプ側制御システムに大きく分かたれる。また、図２にて解決手段３に記載の「制御装置」に対応する構成は、２次ポンプ側制御器Ｃ２、インバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２、温度センサＴｈ２１である。さらに、解決手段６に記載の「制御装置」に対応する構成は、温度設定器Ｃ１２、インバータＩｎｖ１１、Ｉｎｖ１２、温度センサＴｈ１１、Ｔｈ１２である。
【００４２】
＜実施例１の作用＞
空調システムＡＣＵの作用は以下のとおりである（図１、図２参照）。まず、１次ポンプ側の作用から説明する。戻りヘッダＣＨＲから還流される水流は２条に分かれて１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２に吸引される。１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２により加圧された水流は、冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２に導かれ、ここで冷却あるいは加熱された後、送りヘッダＣＨ１に導かれる。送りヘッダＣＨ１と戻りヘッダＣＨＲはバイパス路ＢＰ１で連結されているが、バイパス路ＢＰ１に設けられた逃し弁Ｂ１は通常の運転状態にては常時閉状態とされ、送りヘッダＣＨ１の水圧が２次ポンプ側の最低必要水圧を上回った場合にのみ、逃し弁Ｂ１が開いて余剰水量をバイパス路ＢＰ１を通じて戻りヘッダＣＨＲに戻す。この点は、後に詳述する。
【００４３】
冷温水発生器Ｒ１の後段に設けられた温度センサＴｈ１１は冷温水発生器Ｒ１を通過した水流の水温を常時監視しており、該水温の温度情報は常時１次ポンプ側制御器Ｃ１内の温度設定器Ｃ１２に送られ、温度設定器Ｃ１２からインバータＩｎｖ１１に１次ポンプＰｏ１１の回転数を決定する周波数信号が送信されている。温度センサＴｈ１１の検知温度が設定値から外れると、温度設定器Ｃ１２はインバータＩｎｖ１１に１次ポンプＰｏ１１の回転数を、温度センサＴｈ１１の検知温度を設定値内に戻すように調節する周波数信号を送り、１次ポンプＰｏ１１の回転数は温度センサＴｈ１１の検知温度を設定値に戻すように調節される。このようにして、冷温水発生器Ｒ１から吐出される流水の水温は一定に保持される。
【００４４】
温度センサＴｈ１２、温度設定器Ｃ１２、インバータＩｎｖ１２、１次ポンプＰｏ１２、冷温水発生器Ｒ２も上記と全く同様の作用を有し、結果として温度センサＴｈ１２の温度信号により、冷温水発生器Ｒ２を通過した流水の水温は一定に保持される。
【００４５】
すなわち、冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２の出口温度を設定値に固定するように流水量を管理するという発想であり、冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２の最低必要水量を下限とするインバータＩｎｖ１１、Ｉｎｖ１２の周波数を基本設定値とし、後段の２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の流量変動に伴う送りヘッダＣＨ１における吸い込み水頭の変動に応じて１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２の流量を変化させる流量変動運転が基本となる。
【００４６】
上記の作用を詳細に説明すれば、以下のとおりである。すなわち、回路を流れる水流のエネルギー必要分をｑ、水量をＱ、温度変化分をΔｔとすると、ｑは以下の式によって表される。
ｑ＝ａ×Ｑ×Δｔ    （式１）
但し、この場合、
ａは定数であり、
ｑは、２次ポンプ側が必要とする最小限の要求エネルギーであり、
Ｑは冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２を通過する水流の水量であり、
Δｔは、冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２の前段と後段における温度差である。
【００４７】
送りヘッダＣＨ１に送水される流水は、結果的に２次ポンプ側が必要とする水量を有していれば良く、それ以上の水量を送水すれば、余剰分の水量はすべて無駄となる。したがって、まず１次ポンプ側にて、２次ポンプ側が最小限必要とする水量を一定温度にて送水するということが基本となる。
【００４８】
上記式１において、要求エネルギーｑは、２次ポンプ側の負荷変動によって変動する。この場合に、温度の変化分Δｔを一定とすれば、要求エネルギーｑは水量Ｑに比例する。したがって、温度の変化分Δｔを一定としたい場合には、２次ポンプ側の負荷変動にしたがって、水量Ｑを変動させれば良いということが明らかである。したがって、この水量Ｑの変化を、インバータＩｎｖ１１、Ｉｎｖ１２に行わせる。この仕組みが自動的に働くようにすれば、結果として、送りヘッダＣＨ１に送水される流水は、２次ポンプ側が必要とする水量に常に保持され、エネルギーの無駄は理論的にはゼロとなる。この作用を、温度センサＴｈ１１、Ｔｈ１２、温度設定器Ｃ１２、インバータＩｎｖ１１、Ｉｎｖ１２に行わせ、結果的に、まず１次ポンプ側にて無駄に消費されるエネルギーを極力ゼロに近づけるという構成である。
【００４９】
上記構成は、通常の状態では極めて円滑に自動制御作用を行うので、送りヘッダＣＨ１における水圧は、常に２次ポンプ側に最低限必要な水圧に保たれることになる。従来の技術においては、このような制御が行われないので、２次ポンプ側の送りヘッダＣＨ１は水圧固定とされ、２次ポンプ側の負荷、すなわち熱交換器Ｆ１、Ｆ２が要求する水量が多いときはまだしも、２次ポンプ側の負荷が低下して要求する水量が下がった場合にても、それをはるかに上回る水量で送りヘッダＣＨ１に送水し、余剰分の水量をバイパス路ＢＰ１を通じて戻りヘッダＣＨＲに常時逃がすという無駄が行われていた。このように、従来の技術においては、２次ポンプ側の固定水圧で常時送水が行われていたため、バイパス路ＢＰ１は常に開状態で、戻り水流を制御する機構は一切設けられていなかった（図６参照）。
【００５０】
しかるに、図１に示す空調システムＡＣＵにおいては、通常の運転状態では、送りヘッダＣＨ１には２次ポンプ側の負荷に見合う最低限の水圧しかかからないために、バイパス路ＢＰ１を通じて水量を戻す必要が生じない。したがって、通常の運転状態では、バイパス路ＢＰ１を設ける必要がない。しかしながら、２次ポンプ側の負荷が極度に低下した場合やインバータＩｎｖ１１、Ｉｎｖ１２の故障等にて異常水圧が発生した場合には、バイパス路ＢＰ１を通じて戻りヘッダＣＨＲに水量を戻す必要が生じる。
【００５１】
したがって、通常の運転の場合と、上記戻りヘッダＣＨＲに水量を戻す必要が生じた場合の両方の状態に対応できるように、バイパス路ＢＰ１に逃し弁Ｂ１を設け、送りヘッダＣＨ１の水圧をモニターして、送りヘッダＣＨ１の水圧が設定値を越えた場合に、逃し弁Ｂ１が自動的に開き、送りヘッダＣＨ１の水量をバイパス路ＢＰ１を通じて戻りヘッダＣＨＲに逃がすような機構が必要となってくる。
【００５２】
図１の空調システムＡＣＵにては、この機構を、送りヘッダＣＨ１に設けた圧力計Ｐ１、１次ポンプ側制御器Ｃ１内の圧力設定器（ＰＩＤ制御器）Ｃ１１（図２参照）、バイパス路ＢＰ１に設けた逃し弁Ｂ１により構成している。すなわち、バイパス路ＢＰ１は、通常の運転状態にては逃し弁Ｂ１により閉じられた状態であるが、圧力計Ｐ１は常時送りヘッダＣＨ１の水圧を監視し、送りヘッダＣＨ１の水圧が設定値を越えると、その情報を受けた圧力設定器Ｃ１１は逃し弁Ｂ１に開弁指令を送信する。これにより逃し弁Ｂ１が開いて、送りヘッダＣＨ１の余剰水量は、バイパス路ＢＰ１を通じて戻りヘッダＣＨＲに戻される。送りヘッダＣＨ１の水圧が設定値に戻ると、圧力設定器Ｃ１１は逃し弁Ｂ１に閉弁指令を送信し、逃し弁Ｂ１が閉じて通常の運転状態に復帰する。
【００５３】
次に、２次ポンプ側の作用について詳細に説明する（図１、図２参照）。
送りヘッダＣＨ１から水流は分岐して２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２に吸引され、送りヘッダＣＨ２に導かれる。
【００５４】
水流は、送りヘッダＣＨ１から２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２に吸引され、送りヘッダＣＨ２に導かれるが、この際２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２は、熱交換器Ｆ１、Ｆ２が最低限必要とする水量を送水するように、インバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２により制御される。その制御の方法は、以下のとおりである。
【００５５】
戻りヘッダＣＨＲの前段には、温度センサＴｈ２１が設けられていて、熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過した水流の温度を常時監視している。この温度情報は、２次ポンプ側制御器Ｃ２の温度設定器（ＰＩＤ制御器）Ｃ２１に送信され、温度設定器Ｃ２１からは、インバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２を介して２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の回転数を制御する周波数信号が出力されている。
【００５６】
温度センサＴｈ２１の検知温度が温度設定器Ｃ２１の設定値を外れると、温度設定器Ｃ２１は、温度センサＴｈ２１の検知温度を設定値に戻すように２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の回転数を制御する周波数信号をインバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２に送り、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の回転数は温度センサＴｈ２１の検知温度を設定値に戻すように制御され、その結果、熱交換器Ｆ１、Ｆ２に送水される流水の流量が調節されて、熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過した流水の水温は設定値に戻される。このようにして、温度センサＴｈ２１の温度信号により、熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過した流水の水温は一定に保持される。
【００５７】
すなわち、１次ポンプ側と同様の原理で、熱交換器Ｆ１、Ｆ２の出口温度を設定値に固定するように流水量を管理するという発想であり、熱交換器Ｆ１、Ｆ２の出口温度によってインバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２の周波数を制御する流量変動運転を行うものである。そして、上記の作用は、１次ポンプ側と同様の原理により説明される。
【００５８】
すなわち、１次ポンプ側と同様に、熱交換器Ｆ１、Ｆ２にて要求されるエネルギーの変動は、熱交換器Ｆ１、Ｆ２を通過する流水の水量と、熱交換器Ｆ１、Ｆ２の前段と後段の水温の変化分に比例するので、水温の変化分を一定としたい場合には、要求されるエネルギーに比例して水量を変動させれば良い。この仕組みが自動的に働くようにすれば、結果として、送りヘッダＣＨ２に送水される流水は、熱交換器Ｆ１、Ｆ２が必要とする最低の水量に常に保持され、エネルギーの無駄は理論的にはゼロとなる。この作用を、温度センサＴｈ２１、温度設定器Ｃ１２、インバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２に行わせ、結果的に、２次ポンプ側にても無駄に消費されるエネルギーを極力ゼロに近づけるという構成である。
【００５９】
なお、実施例１においては、１次ポンプ側にてすでに温度センサＴｈ１１、Ｔｈ１２、温度設定器Ｃ１２、インバータＩｎｖ１１、Ｉｎｖ１２により送水温度管理が行われているので、温度センサＴｈ２２は熱交換器Ｆ１、Ｆ２の前段の水温確認だけの目的で設けられているものである。しかし、１次ポンプ側に温度センサＴｈ１１、Ｔｈ１２、温度設定器Ｃ１２、インバータＩｎｖ１１、Ｉｎｖ１２を欠き、１次ポンプ側の送水温度管理が冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２の温度管理機能のみに委ねられている場合には、２次ポンプ側に送水される水温にばらつきが生じる。したがって、この場合には温度センサＴｈ２２で熱交換器Ｆ１、Ｆ２の前段の水温を監視し、温度センサＴｈ２１で熱交換器Ｆ１、Ｆ２の後段の水温を監視し、この両方の水温の差が一定になり、しかも温度センサＴｈ２１の監視温度が一定になるように熱交換器Ｆ１、Ｆ２に送水される水流の水量を制御する必要がある。
【００６０】
また、バイパス路ＢＰ２に関していえば、図１に示す空調システムＡＣＵにおいては、通常の運転状態では、送りヘッダＣＨ２には熱交換器Ｆ１、Ｆ２の必要水量に見合う水量しか送水しないために、バイパス路ＢＰ２を通じて水量を戻す必要が生じない。したがって、通常の運転状態では、バイパス路ＢＰ２の逃がし弁Ｂは閉状態で良い。しかしながら、熱交換器Ｆ１、Ｆ２の負荷が極度に低下して、熱交換器Ｆ１、Ｆ２が要求する水量が、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の最低出力（最低回転数）を下回った際には、送りヘッダＣＨ２の水量が過剰となる場合が出てくるので、この場合だけはバイパス路ＢＰ２を通じて送りヘッダＣＨ１に水量を戻す必要が生じる。
【００６１】
したがって、通常の運転の場合と熱交換器Ｆ１、Ｆ２が要求する水量が、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の最低出力（最低回転数）を下回った場合の両方の状態に対応できるように、バイパス路ＢＰ２に逃し弁Ｂを設け、送りヘッダＣＨ２の水圧をモニターして、送りヘッダＣＨ２の水圧が設定値を越えた場合に、逃し弁Ｂが自動的に開き、送りヘッダＣＨ２の水量をバイパス路ＢＰ２を通じて送りヘッダＣＨ１に逃がすような機構が必要となってくる。
【００６２】
図１の空調システムＡＣＵにては、この機構を、送りヘッダＣＨ２に設けた圧力計Ｐ、制御器ｃｔｕ内の圧力設定器（ＰＩＤ制御器）ｃ１（図２参照）、バイパス路ＢＰ２に設けた逃し弁Ｂにより構成している。すなわち、バイパス路ＢＰ２は、通常の運転状態にては逃し弁Ｂにより閉じられた状態であるが、圧力計Ｐは常時送りヘッダＣＨ２の水圧を監視し、送りヘッダＣＨ２の水圧が設定値を越えると、その情報を受けた圧力設定器ｃ１は逃し弁Ｂに開弁指令を送信する。これにより逃し弁Ｂが開いて、送りヘッダＣＨ２の余剰水量は、バイパス路ＢＰ２を通じて送りヘッダＣＨ１に戻される。送りヘッダＣＨ２の水圧が設定値に戻ると、圧力設定器ｃ１は逃し弁Ｂに閉弁指令を送信し、逃し弁Ｂが閉じて通常の運転状態に復帰する。
【００６３】
また、図１にて、温度センサＴｈ２１の前段には流量計Ｑが設けられているが、これは、戻りヘッダＣＨＲに還流される流量を常時監視し、流量情報を制御器ｃｔｕの発停指示装置ｃ２（図２参照）に送信する。この流量情報により、発停指示装置ｃ２は２次ポンプＰｏ２１とＰｏ２２の２台共稼動させるか、どちらか１台のみの稼動とするかの発停信号を、２次ポンプＰｏ２１のインバータＩｎｖ２１、２次ポンプＰｏ２２のインバータＩｎｖ２２に送信する。図６に示す従来の空調システムａｃｕにおいては、制御器ｃｔｕからインバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２に送信される指令は発停信号に加えてインバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２の回転数制御のための周波数信号も含まれるが、実施例１の空調システムにおいては、インバータＩｎｖ２１、Ｉｎｖ２２の回転数制御はすべて温度設定器Ｃ２１からの周波数信号のみによって行われるため、制御器ｃｔｕの発停指示装置ｃ２からの指令は発停信号のみとなる。
【００６４】
図３ａは、図６の従来の空調システムａｃｕ（以下、比較例と呼称）における１次ポンプの運転点と、図１の実施例１の空調システムＡＣＵにおける１次ポンプの運転点を比較した概念図である。この場合、図３ａは１次ポンプＰｏ１１、あるいは１次ポンプＰｏ１２の運転状態を表すが、１次ポンプＰｏ１１と１次ポンプＰｏ１２が同一性能のポンプであるとした場合には、両者のグラフは同一となる。なお、これは、あくまで概念図であるので、具体的な数値目盛りは入れていない。同一性能のポンプで図６の従来の空調システムａｃｕを組んだ場合（比較例）と図１の実施例１の空調システムＡＣＵを組んだ場合（実施例）のポンプ運転点の比較として掲げたものである。
【００６５】
図３ａにて、実線で表したＰＡ１１は１次ポンプＰｏ１１、あるいは１次ポンプＰｏ１２のポンプ性能曲線であり、２点鎖線で表したＰＲ１は回路の管路抵抗曲線である。そうすると、ポンプ性能曲線ＰＡ１１と管路抵抗曲線ＰＲ１が交差する点が、送りヘッダＣＨ１にて２次ポンプ側が必要とする最大の流量（横軸）及び最大の水圧（縦軸）となる。したがって、比較例においても、実施例１においても、運転点ｄ１ａ（比較例）と運転点Ｄ１ａ（実施例１）はこの点においては重なっている。
【００６６】
しかるに、比較例においては、送りヘッダＣＨ１にて２次ポンプ側が必要とする流量が低下した場合においても、１次ポンプＰｏ１１、あるいは１次ポンプＰｏ１２は一定水圧で運転されるので、運転点ｄ１ｂにおいては流量は下がるが、水圧は運転点ｄ１ａと同一である。一方、実施例１においては、１次ポンプＰｏ１１、あるいは１次ポンプＰｏ１２は常に２次ポンプ側が必要とする最低限の流量と水圧で運転されるので、流量とともに水圧も低下し、運転点Ｄ１ｂとなるが、この点は略管路抵抗曲線ＰＲ１上に乗る。したがって、運転点ｄ１ｂと運転点Ｄ１ｂを比較すれば、水圧の差だけ運転点Ｄ１ｂが省エネルギーとなっている。ｄ１ｃ対Ｄ１ｃ、ｄ１ｄ対Ｄ１Ｄ……と流量が低下すればするほど、水圧の差は拡大するのが明らかである。また、水圧は水量の２乗に比例し、消費電力は水量の３乗に比例するので、図３ａでは小幅な水圧低下にみえても、消費電力においては大幅な削減が実現されていることとなる。
【００６７】
次に図３ｂは、図６の従来の空調システムａｃｕ（以下、比較例と呼称）における２次ポンプの運転点と、図１の実施例１の空調システムＡＣＵにおける２次ポンプの運転点を比較した概念図である。この場合、図３ｂは２次ポンプＰｏ２１と２次ポンプＰｏ２２の２台の運転状態（ポンプ性能曲線ＰＡ２２）、あるいはどちらか１台の運転状態（ポンプ性能曲線ＰＡ２１・但し２台のポンプは同一性能と仮定）を表す。なお、これは、図３ａ同様あくまで概念図であるので、やはり具体的な数値目盛りは入れていない。同一性能のポンプで図６の従来の空調システムａｃｕを組んだ場合（比較例）と図１の実施例１の空調システムＡＣＵを組んだ場合（実施例１）のポンプ運転点の比較として掲げたものである。なお、図中ＰＡ２２ａは、２台の２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２を夫々７５％の出力で運転した場合のポンプ性能曲線、ＰＡ２２ｂは、２台の２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２を夫々５０％の出力で運転した場合のポンプ性能曲線である。
【００６８】
２台運転時においては、図３ａと同様、ポンプ性能曲線ＰＡ２２と管路抵抗曲線ＰＲ２が交差する点が、送りヘッダＣＨ２にて負荷（熱交換器Ｆ１、Ｆ２）が必要とする最大の流量（横軸）及び最大の水圧（縦軸）となる。したがって、比較例においても、実施例１においても、運転点ｄ２ａ（比較例）と運転点Ｄ２ａ（実施例１）はこの点においては重なっている。
【００６９】
しかるに、比較例においては、送りヘッダＣＨ２にて負荷（熱交換器Ｆ１、Ｆ２）側が必要とする流量が７５％に低下した場合においても、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２は一定水圧（設定水圧Ｔ）で運転されるので、運転点ｄ２ｂにおいては流量は下がるが、水圧は運転点ｄ２ａと同一である。一方、実施例１においては、２次ポンプＰｏ２１、２次ポンプＰｏ２２は常に負荷（熱交換器Ｆ１、Ｆ２）側が必要とする最低限の流量と水圧で運転されるので、流量とともに水圧も低下し、運転点Ｄ２ｂとなるが、この点は略管路抵抗曲線ＰＲ２上に乗る。したがって、運転点ｄ２ｂと運転点Ｄ２ｂを比較すれば、水圧の差だけ運転点Ｄ２ｂが省エネルギーとなっている。ｄ２ｃ対Ｄ２ｃ（５０％）ではさらに水圧の差が拡大するのがわかる。前述のように、水圧はポンプの水量の２乗に比例し、消費電力はポンプの水量の３乗に比例するので、図３ｂでは小幅な水圧低下にみえても、消費電力においては大幅な削減が実現されていることとなる。なお、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の最低吐出流量を５０％とすれば、５０％以下にて２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２は定圧運転に移行する。従って、運転点ｄ２ｄと運転点Ｄ２ｄの水圧の差は運転点ｄ２ｃと運転点Ｄ２ｃの差と変わらない。
【００７０】
図４は、実施例１と比較例における基本流量時の回路のポンプ揚程の変化を図示したものである。この図にて明らかなように、戻りヘッダＣＨＲ、１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２、送りヘッダＣＨ１、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の各箇所において、実施例１は比較例に対して明瞭に省エネルギーになっていることが見て取れる。前述のように、ポンプの吐出圧は水量の２乗に比例するが、消費電力は水量の３乗に比例するので、図４にては実施例１と比較例におけるポンプ揚程の差は左程でもないと見えるかもしれないが、消費電力においては大きな差となっている。なお、基本流量とは、前述のように、熱交換器Ｆ１、Ｆ２が能力１００％で稼動する際に必要とする流量であり、流量低減時とは、基本流量より流量が低下した場合を意味する。
【００７１】
図５は、実施例１と比較例における流量低減時の回路のポンプ揚程の変化を図示したもので、基本流量時と比較すると、ポンプ揚程に換算した必要水量が、１次ポンプ側にて約３ｍ、２次ポンプ側にては約６ｍ低下した場合を示す。この図にて明らかなように、戻りヘッダＣＨＲ、１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２、送りヘッダＣＨ１、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２の各箇所において、実施例１は比較例に対して明瞭に省エネルギーになっており、特に戻りヘッダＣＨＲ、２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２において大きな差が生じていることが見て取れる。しかも、前述のように、ポンプの吐出圧は水量の２乗に比例するが、消費電力は水量の３乗に比例するので、消費電力においてははるかに大きな差となっている。このように、基本流量時においても比較例と大きな差があるが、流量低減時において、実施例１の省エネルギー効果は非常に顕著なものとなる。
【００７２】
図４、図５に示すように、実施例１の通常の運転状態においては、どこにも水圧を還流させる部分がないので、１次ポンプＰｏ１１、Ｐｏ１２と２次ポンプＰｏ２１、Ｐｏ２２は完全に連結された状態で、冷温水発生器Ｒ１、Ｒ２、及び熱交換器Ｆ１，Ｆ２に最低限必要な水量と水圧を提供するように働くので、略理想に近い省エネルギー状態が達成されるものである。なお、実施例１においては１次ポンプ、２次ポンプが共に２台の状態で回路構成がなされているが、１次ポンプの台数も２次ポンプの台数も任意に設定できるのは当然のことである。また、夫々性能の異なる複数台の１次ポンプ、あるいは夫々性能の異なる複数台の２次ポンプを組み合わせることも当然可能である。これらの設定変更は、当然本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、空調システムの２次ポンプ側において、あるいは、１次ポンプ側と２次ポンプ側の双方において、高度なハードウェアやソフトウェアを一切用いることなく、簡単な構成で、略理論値に近い高度な省エネルギー化を達成できるもので、既存の空調システムに簡単に組み込むことが可能である。したがって、産業上の利用可能性は非常に広く、特に、高度なハードウェアやソフトウェアを用いた空調システムの導入をためらっていた中小規模の事業所にとっては、設備投資費が僅かで高い効率の省エネルギーを達成できる費用対効果の非常に高い優れた空調システムとして、広く普及する可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の空調システムの１実施例の回路図である。
【図２】本発明の空調システムの１実施例の制御システム構成を説明する説明図である。
【図３】（ａ）本発明の空調システムの１実施例と比較例（従来技術）の１次ポンプの運転点の比較を示す概念図である。（ｂ）本発明の空調システムの１実施例と比較例（従来技術）の２次ポンプの運転点の比較を示す概念図である。
【図４】本発明の空調システムの１実施例と比較例（従来技術の空調システムの１例）の基本流量時のポンプ揚程変化を示す説明図である。
【図５】本発明の空調システムの１実施例と比較例（従来技術の空調システムの１例）の流量低減時のポンプ揚程変化を示す説明図である。
【図６】従来の空調システムの１例の回路図である。
【符号の説明】
【００７５】
ＡＣＵ      空調システム  
Ｂ          逃し弁
Ｂ１        逃し弁
ＢＰ１      バイパス路
ＢＰ２      バイパス路
Ｃ１        １次ポンプ側制御器
Ｃ１１      圧力設定器
Ｃ１２      温度設定器
Ｃ２１      温度設定器
Ｃ２        ２次ポンプ側制御器
ＣＨ１      送りヘッダ
ＣＨ２      送りヘッダ
ＣＨＲ      戻りヘッダ
ＣＴＵ      制御器
Ｄ１ａ      運転点
Ｄ１ｂ      運転点
Ｄ１ｃ      運転点
Ｄ１ｄ      運転点
Ｄ２ａ      運転点
Ｄ２ｂ      運転点
Ｄ２ｃ      運転点
Ｄ２ｄ      運転点
ＥＸＴ      膨張タンク
Ｆ          負荷
Ｆ１        熱交換器
Ｆ２        熱交換器
Ｉｎｖ１１  インバータ
Ｉｎｖ１２  インバータ
Ｉｎｖ２１  インバータ
Ｉｎｖ２２  インバータ
Ｐ          圧力計
Ｐ１        圧力計
ＰＡ１１    ポンプ性能曲線
ＰＡ２１    ポンプ性能曲線
ＰＡ２２    ポンプ性能曲線
ＰＡ２２ａ  ポンプ性能曲線
ＰＡ２２ｂ  ポンプ性能曲線
ＰＲ１      管路抵抗曲線
ＰＲ２      管路抵抗曲線
Ｐｏ１１    １次ポンプ
Ｐｏ１２    １次ポンプ
Ｐｏ２１    １次ポンプ
Ｐｏ２２    １次ポンプ
Ｑ          流量計
Ｒ１        冷温水発生器
Ｒ２        冷温水発生器
Ｔ          設定水圧
Ｔｈ１１    温度センサ
Ｔｈ１２    温度センサ
Ｔｈ２１    温度センサ
Ｔｈ２２    温度センサ
ａｃｕ      空調システム
ｂ１        ２方弁
ｂ２        ２方弁
ｃ１        圧力設定器
ｃ２        発停指示装置
ｃｔｕ      制御器
ｄ１ａ      運転点
ｄ１ｂ      運転点
ｄ１ｃ      運転点
ｄ１ｄ      運転点
ｄ２ａ      運転点
ｄ２ｂ      運転点
ｄ２ｃ      運転点
ｄ２ｄ      運転点
【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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