(57)【要約】【課題】出力係数が異なる蒸気生成装置を並列運転する場合であってもシステム全体の運転効率の悪化を抑えることができる蒸気生成システム及び蒸気生成システムの制御方法を提供すること。【解決手段】熱源温水Ｗからヒートポンプで回収した熱を被加熱水に伝熱することで蒸気を生成する複数台の蒸気生成装置２を並列に接続した蒸気生成システムであり、蒸気生成装置２におけるそれぞれの出力係数に基づき、出力配分比または流量配分比を決定し、出力配分比と蒸気生成システム１の要求出力により各蒸気生成装置２の出力設定値を可変とする出力配分制御部１０ａによる出力配分制御処理、または流量配分比と蒸気生成システム１の必要流量により各蒸気生成装置２の流量設定値を可変とする流量配分制御部１０ｂによる流量配分制御処理を行う。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源温水からヒートポンプで回収した熱を被加熱水に伝熱することで蒸気を生成する複数台の蒸気生成装置を並列に接続した蒸気生成システムであって、
前記蒸気生成装置におけるそれぞれの出力係数に基づき、出力配分比または流量配分比を決定し、前記出力配分比と前記蒸気生成システムの要求出力により各蒸気生成装置の出力設定値を可変とする出力配分制御処理、または前記流量配分比と前記蒸気生成システムの必要流量により各蒸気生成装置の流量設定値を可変とする流量配分制御処理を行うことを特徴とする蒸気生成システム。
【請求項２】
前記出力配分制御処理は、前記出力係数が大きい前記蒸気生成装置ほど前記出力配分比を大きくし、前記出力係数が小さい前記蒸気生成装置ほど前記出力配分比を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の蒸気生成システム。
【請求項３】
各蒸気生成装置に対する各出力設定値は、各蒸気生成装置の前記出力係数の総和に対する各蒸気生成装置個別の前記出力係数の比に前記蒸気生成システムの要求出力を乗算した値に基づき設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気生成システム。
【請求項４】
前記流量配分制御処理は、前記出力係数が大きい前記蒸気生成装置ほど前記流量配分比を小さくし、前記出力係数が小さい前記蒸気生成装置ほど前記流量配分比を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の蒸気生成システム。
【請求項５】
各蒸気生成装置に対する各流量設定値は、各蒸気生成装置の前記出力係数の逆数の総和に対する各蒸気生成装置個別の前記出力係数の逆数の比に前記蒸気生成システムの必要流量を乗算した値に基づき設定されることを特徴とする請求項１または４に記載の蒸気生成システム。
【請求項６】
前記出力配分制御処理と前記流量配分制御処理との切替指示を行う操作部を備え、前記操作部の切替指示に従って前記出力配分制御処理と前記流量配分制御処理とを切り替えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の蒸気生成システム。
【請求項７】
前記熱源温水の温度が所定値以上の場合、前記流量配分制御処理を行い、前記熱源温水の温度が所定値未満の場合、前記出力配分制御処理を行う自動切替制御部を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の蒸気生成システム。
【請求項８】
熱源温水からヒートポンプで回収した熱を被加熱水に伝熱することで蒸気を生成する複数台の蒸気生成装置を並列に接続した蒸気生成システムの制御方法であって、
前記蒸気生成装置におけるそれぞれの出力係数に基づき、出力配分比または流量配分比を決定し、前記出力配分比と前記蒸気生成システムの要求出力により各蒸気生成装置の出力設定値を可変とする出力配分制御処理、または前記流量配分比と前記蒸気生成システムの必要流量により各蒸気生成装置の流量設定値を可変とする流量配分制御処理を行うことを特徴とする蒸気生成システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力係数が異なる蒸気生成装置を並列運転する場合であってもシステム全体の運転効率の悪化を抑えることができる蒸気生成システム及び蒸気生成システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気生成装置の一つとして、工場排水や使用済冷却水等の排温水等の温水から熱を回収して蒸気を生成するヒートポンプ式蒸気生成装置がある（特許文献１参照）。ヒートポンプ式蒸気生成装置は、ヒートポンプ部の蒸発器を排熱回収器として機能させ、ここで熱源温水から熱を冷媒に回収し、回収した熱を利用して凝縮器で被加熱水を加熱して蒸気を生成するため、ボイラ設備等を利用して蒸気を発生させる燃焼系蒸気生成装置に比べてランニングコストやＣＯ２の排出量を低減できるメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３２１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排温水などの熱源温水を用いて複数台の蒸気生成装置を並列運転する蒸気生成システムの各蒸気生成装置は、システム出力を均等配分した出力設定で運転している。しかし、各蒸気生成装置は、同じ出力設定を受けて運転していても、機差があり、例えば、出力性能で最大２０％程度の差が生じる場合がある。各蒸気生成装置は、定格出力を得るために圧縮機を一定回転数で運転した場合の出力を定格出力で除算した出力比である出力係数によって性能が評価される。すなわち、各蒸気生成装置は、出力係数によって運転効率が評価される。
【０００５】
各蒸気生成装置は同じ出力設定がされており、出力係数が低い蒸気生成装置は、設定された出力とするため、出力係数が高い蒸気生成装置に比して圧縮機の回転数を上げて運転しなければならず、運転効率が低くなる。その結果、システム全体の運転効率が悪化することになる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力係数が異なる蒸気生成装置を並列運転する場合であってもシステム全体の運転効率の悪化を抑えることができる蒸気生成システム及び蒸気生成システムの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる蒸気生成システムは、熱源温水からヒートポンプで回収した熱を被加熱水に伝熱することで蒸気を生成する複数台の蒸気生成装置を並列に接続した蒸気生成システムであって、前記蒸気生成装置におけるそれぞれの出力係数に基づき、出力配分比または流量配分比を決定し、前記出力配分比と前記蒸気生成システムの要求出力により各蒸気生成装置の出力設定値を可変とする出力配分制御処理、または前記流量配分比と前記蒸気生成システムの必要流量により各蒸気生成装置の流量設定値を可変とする流量配分制御処理を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる蒸気生成システムは、上記の発明において、前記出力配分制御処理は、前記出力係数が大きい前記蒸気生成装置ほど前記出力配分比を大きくし、前記出力係数が小さい前記蒸気生成装置ほど前記出力配分比を小さくすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる蒸気生成システムは、上記の発明において、各蒸気生成装置に対する各出力設定値は、各蒸気生成装置の前記出力係数の総和に対する各蒸気生成装置個別の前記出力係数の比に前記蒸気生成システムの要求出力を乗算した値に基づき設定されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる蒸気生成システムは、上記の発明において、前記流量配分制御処理は、前記出力係数が大きい前記蒸気生成装置ほど前記流量配分比を小さくし、前記出力係数が小さい前記蒸気生成装置ほど前記流量配分比を大きくすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる蒸気生成システムは、上記の発明において、各蒸気生成装置に対する各流量設定値は、各蒸気生成装置の前記出力係数の逆数の総和に対する各蒸気生成装置個別の前記出力係数の逆数の比に前記蒸気生成システムの必要流量を乗算した値に基づき設定されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる蒸気生成システムは、上記の発明において、前記出力配分制御処理と前記流量配分制御処理との切替指示を行う操作部を備え、前記操作部の切替指示に従って前記出力配分制御処理と前記流量配分制御処理とを切り替えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる蒸気生成システムは、上記の発明において、前記熱源温水の温度が所定値以上の場合、前記流量配分制御処理を行い、前記熱源温水の温度が所定値未満の場合、前記出力配分制御処理を行う自動切替制御部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる蒸気生成システムの制御方法は、熱源温水からヒートポンプで回収した熱を被加熱水に伝熱することで蒸気を生成する複数台の蒸気生成装置を並列に接続した蒸気生成システムの制御方法であって、前記蒸気生成装置におけるそれぞれの出力係数に基づき、出力配分比または流量配分比を決定し、前記出力配分比と前記蒸気生成システムの要求出力により各蒸気生成装置の出力設定値を可変とする出力配分制御処理、または前記流量配分比と前記蒸気生成システムの必要流量により各蒸気生成装置の流量設定値を可変とする流量配分制御処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、各蒸気生成装置におけるそれぞれの出力係数に基づき、出力配分比または流量配分比を決定し、前記出力配分比と蒸気生成システムの要求出力により各蒸気生成装置の出力設定値を可変とする出力配分制御処理、または前記流量配分比と前記蒸気生成システムの必要流量により各蒸気生成装置の流量設定値を可変とする流量配分制御処理を行うようにしているので、出力係数が異なる蒸気生成装置を並列運転する場合であってもシステム全体の運転効率の悪化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１である蒸気生成システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示した蒸気生成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、出力配分制御部による出力配分制御処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、出力配分制御部による出力配分制御処理の具体例を説明する説明図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２である蒸気生成システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、流量配分制御部による流量配分制御処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、流量配分制御部による流量配分制御処理の具体例を説明する説明図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３である蒸気生成システムの全体構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４である蒸気生成システムの全体構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、自動切替制御部による自動切替制御処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１である蒸気生成システム１の全体構成を示すブロック図である。蒸気生成システム１は、工場排水等の熱源温水から排熱を回収し、回収した排熱を利用して水蒸気を生成するシステムであり、生成した水蒸気は乾燥装置や殺菌装置等の外部の蒸気利用設備に送られる。
【００１９】
図１に示すように、蒸気生成システム１は、熱源温水Ｗからヒートポンプで回収した熱を被加熱水に伝熱することで蒸気Ｈを生成する複数台の蒸気生成装置２（２ａ〜２ｄ）が並列に接続される。各蒸気生成装置２には、熱源温水Ｗを貯留するバッファタンクとしての温水タンク３から、ポンプ４を介して熱源温水Ｗが供給される。この温水タンク３を設けることによって、各蒸気生成装置２に対する熱源温水Ｗの供給量変動を抑えることができる。この結果、熱源温水Ｗの供給量変動に伴う蒸気生成システム１の蒸気出力変動を抑えることができる。
【００２０】
温水タンク３には、水位センサ６が設けられる。水位センサ６は、温水タンク３に貯留される熱源温水Ｗの貯留量を測定する。また、ポンプ４と各蒸気生成装置２との間には流量調整弁５（５ａ〜５ｄ）が設けられる。制御部１０は、水位センサ６が検知した温水タンク３の貯留量の増減に対応してポンプ４が供給する熱源温水Ｗの流量を増減する。
【００２１】
制御部１０は、各流量調整弁５を調整して、各蒸気生成装置２に対して均等配分された流量の熱源温水Ｗを供給する。さらに制御部１０は、各蒸気生成装置２に対して均等配分された熱源温水Ｗの流量（均等配分流量Ｆ）をもとに、各蒸気生成装置２の運転制御を行う。特に、制御部１０は、出力配分制御部１０ａを有し、出力配分制御部１０ａは、記憶部７０の出力係数情報Ｄを参照して、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄにおけるそれぞれの出力係数に基づき、出力配分比を決定し、決定した出力配分比と蒸気生成システム１の要求出力により各蒸気生成装置２ａ〜２ｄの出力設定値を可変とする出力配分制御処理を行う。この出力配分制御処理は、出力配分比の総和が１となるように、出力係数が大きい蒸気生成装置ほど出力配分比を大きくし、出力係数が小さい蒸気生成装置ほど出力配分比を小さくする処理を行う。この出力配分制御処理の詳細については後述する。
【００２２】
なお、温水タンク３には、温度センサ７が設けられる。温度センサ７は、温水タンク３内に貯留される熱源温水Ｗの温度を検出し、その検出結果を制御部１０に送出する。各蒸気生成装置２に供給される熱源温水Ｗは、各蒸気生成装置２に熱を供給するものであり、各蒸気生成装置２に供給される熱流量は、熱源温水Ｗの流量と温度とに依存する。制御部１０は、この熱源温水Ｗの温度を加味して各蒸気生成装置２に供給される熱流量を調整する必要がある。この実施の形態では、説明の便宜上、熱源温水Ｗの温度が一定とし、熱源温水Ｗの流量を制御することによって、各蒸気生成装置２に対する熱流量が制御されるものとして説明する。
【００２３】
（蒸気生成装置の構成）
図２は、図１に示した蒸気生成装置２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、蒸気生成装置２は、水を蒸発させて水蒸気を生成し、外部へと送り出す蒸気生成部１２と、温水供給部１４によって供給される熱源温水Ｗから熱を回収し、この熱を蒸気生成部１２での蒸気生成のための熱源として供給するヒートポンプ部１６と、制御部１８とを備える。
【００２４】
ヒートポンプ部１６は、冷媒を圧縮する圧縮機２０と、圧縮機２０で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器２２と、凝縮器２２を出た冷媒を減圧する膨張機構２４と、熱源温水Ｗから熱を回収して冷媒を蒸発させる蒸発器２６とを環状に接続したヒートポンプサイクルを有したヒートポンプ装置である。本実施の形態では、凝縮器２２の出口側と膨張機構２４の入口側との間に加熱器２８を接続している。膨張機構２４は、例えば電子膨張弁である。
【００２５】
圧縮機２０で圧縮されて高温高圧となった冷媒は、凝縮器２２で蒸気生成部１２を循環する水と熱交換して冷却され凝縮する。凝縮器２２を出た冷媒は、加熱器２８で給水経路３０を流れる水を予熱してさらに冷却された後、膨張機構２４で断熱膨張され、蒸発器２６で温水供給部１４の温水経路３２を流れる熱源温水Ｗから吸熱して蒸発して圧縮機２０へと戻る。
【００２６】
ヒートポンプ部１６の冷媒経路には、圧縮機２０の吸入側の冷媒の圧力及び温度をそれぞれ検出する吸入圧力センサ３４及び吸入温度センサ３５と、圧縮機２０の吐出側の冷媒の圧力及び温度をそれぞれ検出する吐出圧力センサ３６及び吐出温度センサ３７と、膨張機構２４の入口側の冷媒の温度を検出する入口温度センサ３８と、蒸発器２６の本体温度を検出する蒸発器本体温度センサ２９とが設置されている。圧縮機２０は制御部１８の制御下に、各センサ３４〜３８の検出値に基づきインバータ（ＩＮＶ）４０を介して圧縮機２０の運転回転数を制御する。
【００２７】
蒸気生成部１２は、ヒートポンプ部１６を循環する冷媒を熱源として水を蒸発させて蒸気を生成する凝縮器２２と、凝縮器２２で生成される水と蒸気を含む気液二相流を蒸気と水とに分離する水蒸気分離器４２と、水蒸気分離器４２で分離された蒸気を外部の蒸気利用設備に供給する蒸気供給経路４４と、水蒸気分離器４２で分離された水を給水経路３０から供給される水と合流させて凝縮器２２から水蒸気分離器４２へと導く水循環経路４６とを有する。
【００２８】
水蒸気分離器４２は、鉛直方向に沿った円筒状容器で構成され、下端壁に接続された水循環経路４６に接続された給水経路３０から水が給水補給されることで容器内部に水を貯留する。給水経路３０は、図示しない水道管や水タンクからの水（給水）を給水ポンプ４８によって加熱器２８を経て水循環経路４６まで導入する。給水ポンプ４８は制御部１８の制御下に、水蒸気分離器４２内に貯留された水の水位を測定する水位センサ５０の検出値（水位）に基づきインバータ（ＩＮＶ）５２を介してその運転回転数が制御される。水蒸気分離器４２には、内部の蒸気圧が所定圧力以上になった際に開放される圧力逃がし弁５４が接続されている。
【００２９】
水循環経路４６は、水蒸気分離器４２の下端壁から凝縮器２２までを連通する液管４６ａと、凝縮器２２から水蒸気分離器４２の上部側壁までを連通する蒸気管４６ｂとから構成されている。液管４６ａには水が流通し、蒸気管４６ｂには水及び蒸気を含む気液二相流が流通する。液管４６ａには循環ポンプ５６が設けられている。循環ポンプ５６は制御部１８の制御下に、インバータ（ＩＮＶ）５８を介してその運転回転数が制御される。
【００３０】
蒸気供給経路４４は、水蒸気分離器４２の上端壁に接続され、蒸気管４６ｂから当該水蒸気分離器４２内に供給され、ここで水が分離された後の蒸気Ｈを外部に送り出す経路である。蒸気供給経路４４には、流れる蒸気Ｈの圧力を調整する圧力調整弁６０が設置されている。圧力調整弁６０は、制御部１８の制御下に、圧力センサ６２で測定される水蒸気分離器４２内の蒸気圧力に基づきその開度が調整される。圧力調整弁６０の開度を適宜調整することにより、蒸気生成装置２から外部に送り出される蒸気Ｈの流量や圧力を制御できる。蒸気供給経路４４を流れる蒸気の圧力を調整する蒸気圧力調整手段としては、圧力調整弁６０に代えて又はこれと共に蒸気を圧縮する蒸気圧縮機を用いてもよい。
【００３１】
制御部１８は、制御部１０からの出力指令値が示す蒸気出力となるように、圧縮機２０の運転回転数を制御する。なお、制御部１８は、さらに給水ポンプ４８、循環ポンプ５６及び圧力調整弁６０の制御を行う。また、制御部１８は、各センサ３４〜３８の検出値に基づき圧縮機２０の運転制御を行うことで、ヒートポンプ部１６の加熱出力を制御する。すなわち、制御部１８は、各センサ３４〜３８の検出値をもとに、圧縮機２０の吐出側から膨張機構２４の入口側までの冷媒のエンタルピ差と、ヒートポンプサイクルの冷媒循環量との積であるヒートポンプ加熱出力を算出し、この算出したヒートポンプ加熱出力が目標加熱出力となるように、圧縮機２０の運転回転数を制御する。
【００３２】
（出力配分制御処理）
ここで、図３に示したフローチャートを参照して、出力配分制御部１０ａによる出力配分制御処理手順について説明する。図３に示すように、出力配分制御部１０ａは、記憶部７０に記憶された出力係数情報Ｄを取得する（ステップＳ１０１）。この出力係数情報Ｄには、各蒸気生成装置２の出力係数が記述されている。その後、出力配分制御部１０ａは、各蒸気生成装置２の出力配分比計算を行う（ステップＳ１０２）。この出力配分比計算は、出力配分比の総和が１となるように、出力係数が大きい蒸気生成装置ほど出力配分比を大きくし、出力係数が小さい蒸気生成装置ほど出力配分比を小さくする。
【００３３】
その後、出力配分制御部１０ａは、蒸気生成システムの要求出力と出力配分比をもとに各蒸気生成装置２の出力設定値を決定し、各蒸気生成装置２に指示する（ステップＳ１０３）。その後、システム停止の指示があったか否かを判断する（ステップＳ１０４）。システム停止の指示がない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）には、ステップＳ１０３に移行して上述した処理を繰り返し、システム停止の指示があった場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、本処理を終了する。
【００３４】
（出力配分制御処理の具体例）
図４は、出力配分制御処理の具体例を説明する説明図である。この具体例では、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄの出力係数Ｒａ〜Ｒｄがそれぞれ、１．０、１．１、１．１、０．９であり、システム全体の要求出力が１００ｋＷであり、システム全体の必要流量が５０００ｋｇ／ｈであるとして説明する。すなわち、蒸気生成装置２ｂ，２ｃの出力係数が大きく、蒸気生成装置２ｄの出力係数が小さい場合について説明する。
【００３５】
各蒸気生成装置２ａ〜２ｄの出力配分比ＰＤａ〜ＰＤｄは、上述したように、出力配分比の総和が１となるように、出力係数が大きい蒸気生成装置ほど出力配分比を大きくし、出力係数が小さい蒸気生成装置ほど出力配分比を小さくする。具体的な出力配分比ＰＤａ〜ＰＤｄは、出力係数Ｒａ〜Ｒｄの総和に対する各出力係数Ｒａ〜Ｒｄの比として求める。すなわち、
ＰＤａ＝Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ）
ＰＤｂ＝Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ）
ＰＤｃ＝Ｒｃ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ）
ＰＤｄ＝Ｒｄ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ）
として求める。
【００３６】
そして、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄに対する各出力設定値Ｐｒａ〜Ｐｒｄは、各出力配分比ＰＤａ〜ＰＤｄに蒸気生成システム１の要求出力Ｐtotalを乗算した値として算出する。すなわち、各出力設定値Ｐｒａ〜Ｐｒｄは、
Ｐｒａ＝ＰＤａ×Ｐtotal
＝１．０／（１．０＋１．１＋１．１＋０．９）×１００［ｋＷ］
＝２４．４［ｋＷ］
Ｐｒｂ＝ＰＤｂ×Ｐtotal
＝１．１／（１．０＋１．１＋１．１＋０．９）×１００［ｋＷ］
＝２６．８［ｋＷ］
Ｐｒｃ＝ＰＤｃ×Ｐtotal
＝１．１／（１．０＋１．１＋１．１＋０．９）×１００［ｋＷ］
＝２６．８［ｋＷ］
Ｐｒｄ＝ＰＤｄ×Ｐtotal
＝０．９／（１．０＋１．１＋１．１＋０．９）×１００［ｋＷ］
＝２２．０［ｋＷ］
として算出される。
【００３７】
なお、図４に示すように、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄに対する流量配分比は均等であり、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄの流量設定値Ｆａ〜Ｆｄは、同じ流量（１２５０ｋｇ／ｈ）が供給される。
【００３８】
本実施の形態１では、出力配分制御部１０ａが、出力係数の小さい蒸気生成装置に対して、小さい出力設定値を配分して運転効率の低下を抑え、これにより、システム全体の運転効率の悪化を抑えることができる。
【００３９】
［実施の形態２］
（全体構成）
図５は、本発明の実施の形態２である蒸気生成システム１の全体構成を示すブロック図である。本実施の形態２は、上述した実施の形態１の出力配分制御部１０ａに替えて流量配分制御部１０ｂを設けている。制御部１０は、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄに対して同じ出力設定を行って運転制御を行う。流量配分制御部１０ｂは、記憶部７０の出力係数情報Dを参照して、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄにおけるそれぞれの出力係数に基づき、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄに対する流量配分比を決定し、決定した流量配分比と蒸気生成システム１の必要流量により各蒸気生成装置２ａ〜２ｄの流量設定値を可変とする流量配分制御処理を行う。
【００４０】
（流量配分制御処理）
ここで、図６に示したフローチャートを参照して、流量配分制御部１０ｂによる流量配分制御処理手順について説明する。図６に示すように、流量配分制御部１０ｂは、記憶部７０に記憶された出力係数情報Ｄを取得する（ステップＳ２０１）。この出力係数情報Ｄには、各蒸気生成装置２の出力係数が記述されている。その後、流量配分制御部１０ｂは、各蒸気生成装置２の流量配分比計算を行う（ステップＳ２０２）。この流量配分比計算は、流量配分比の総和が１となるように、出力係数が大きい蒸気生成装置ほど流量配分比を小さくし、出力係数が小さい蒸気生成装置ほど流量配分比を大きくする。
【００４１】
その後、流量配分制御部１０ｂは、蒸気生成システムの必要流量と流量配分比をもとに各蒸気生成装置２の流量設定値を決定し、各蒸気生成装置２の各流量調整弁５ａ〜５ｄに指示する（ステップＳ２０３）。その後、システム停止の指示があったか否かを判断する（ステップＳ２０４）。システム停止の指示がない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）には、ステップＳ２０３に移行して上述した処理を繰り返し、システム停止の指示があった場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）には、本処理を終了する。
【００４２】
（流量配分制御処理の具体例）
図７は、流量配分制御処理の具体例を説明する説明図である。この具体例では、実施の形態１と同様に、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄの出力係数Ｒａ〜Ｒｄがそれぞれ、１．０、１．１、１．１、０．９であり、システム全体の要求出力が１００ｋＷであり、システム全体の必要流量が５０００ｋｇ／ｈであるとして説明する。
【００４３】
各蒸気生成装置２ａ〜２ｄの流量配分比ＦＤａ〜ＦＤｄは、上述したように、流量配分比の総和が１となるように、出力係数が大きい蒸気生成装置ほど流量配分比を小さくし、出力係数が小さい蒸気生成装置ほど流量配分比を大きくする。具体的な流量配分比ＦＤａ〜ＦＤｄは、出力係数Ｒａ〜Ｒｄの逆数の総和に対する各出力係数Ｒａ〜Ｒｄの逆数の比として求める。すなわち、
ＦＤａ＝（１／Ｒａ）／（（１／Ｒａ）＋（１／Ｒｂ）＋（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｄ））
ＦＤｂ＝（１／Ｒｂ）／（（１／Ｒａ）＋（１／Ｒｂ）＋（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｄ））
ＦＤｃ＝（１／Ｒｃ）／（（１／Ｒａ）＋（１／Ｒｂ）＋（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｄ））
ＦＤｄ＝（１／Ｒｄ）／（（１／Ｒａ）＋（１／Ｒｂ）＋（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｄ））
として求める。
【００４４】
そして、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄに対する各流量設定値Ｆｒａ〜Ｆｒｄは、各流量配分比ＦＤａ〜ＦＤｄに蒸気生成システム１の要求流量Ｆtotalを乗算した値として算出する。すなわち、各流量設定値Ｆｒａ〜Ｆｒｄは、
Ｆｒａ＝ＦＤａ×Ｆtotal
＝（１／１．０）／（（１／１．０）＋（１／１．１）＋（１／１．１）＋（１／０．９））×５０００［ｋｇ／ｈ］
＝１２７２［ｋｇ／ｈ］
Ｆｒｂ＝ＦＤｂ×Ｆtotal
＝（１／１．１）／（（１／１．０）＋（１／１．１）＋（１／１．１）＋（１／０．９））×５０００［ｋｇ／ｈ］
＝１１５７［ｋｇ／ｈ］
Ｆｒｃ＝ＦＤｃ×Ｆtotal
＝（１／１．１）／（（１／１．０）＋（１／１．１）＋（１／１．１）＋（１／０．９））×５０００［ｋｇ／ｈ］
＝１１５７［ｋｇ／ｈ］
Ｆｒｄ＝ＦＤｄ×Ｆtotal
＝（１／０．９）／（（１／１．０）＋（１／１．１）＋（１／１．１）＋（１／０．９））×５０００［ｋｇ／ｈ］
＝１４１４［ｋｇ／ｈ］
として算出される。
【００４５】
なお、図７に示すように、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄに対する出力配分比は均等であり、各蒸気生成装置２ａ〜２ｄの出力設定値Ｐａ〜Ｐｄは、同じ値（２５ｋＷ）である。
【００４６】
本実施の形態２では、出力係数が大きい蒸気生成装置ほど流量配分比を小さくし、出力係数が小さい蒸気生成装置ほど流量配分比を大きくする流量配分を行っているので、出力係数が小さくて運転効率の悪い蒸気生成装置に供給する熱量が増大し、この出力係数の小さい蒸気生成装置の運転がアシストされ、運転効率が向上する。一方、出力係数の大きい蒸気生成装置は、供給する熱量が減少しても、低減していた圧縮機の回転数を無理なく増大するに過ぎず、運転効率は悪化しない。これによって、システム全体の運転効率の悪化を抑えることができる。
【００４７】
［実施の形態３］
図８は、本発明の実施の形態３である蒸気生成システム１の全体構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施の形態３では、出力配分制御部１０ａ及び流量配分制御部１０ｂを備えるとともに、出力配分制御部１０ａによる出力配分制御処理または流量配分制御部１０ｂによる流量配分制御処理のいずれかに選択切替指示する操作部７１を備える。また、記憶部７０には、操作部７１によって選択切替指示された選択情報ＤＳが保持される。
【００４８】
本実施の形態３では、出力配分制御処理または流量配分制御処理のいずれかを任意に選択して、処理させることができる。
【００４９】
［実施の形態４］
（全体構成）
図９は、本発明の実施の形態４である蒸気生成システム１の全体構成を示すブロック図である。図９に示すように、本実施の形態４では、出力配分制御部１０ａ、流量配分制御部１０ｂ、及び自動切替制御部１０ｃを備える。自動切替制御部１０ｃは、温度センサ７が検出する熱源温水Ｗの温度が所定値以上の場合、流量配分制御処理を行わせ、温度センサ７が検出する熱源温水Ｗの温度が所定値未満の場合、出力配分制御処理を行わせる制御を行う。
【００５０】
（自動切替制御処理）
ここで、図１０に示したフローチャートを参照して、自動切替制御部１０ｃによる自動切替制御処理手順について説明する。図１０に示すように、自動切替制御部１０ｃは、温度センサ７が検出した熱源温水Ｗの温度が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０１）。熱源温水Ｗの温度が所定値以上である場合（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）には、図６で示した、流量配分制御部１０ｂによる流量配分制御処理を行い（ステップＳ３０２）、熱源温水Ｗの温度が所定値以上でない場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）には、図３で示した、出力配分制御部１０ａによる出力配分制御処理を行う（ステップＳ３０３）。そして、所定期間ごとに上述した処理を繰り返す。
【００５１】
本実施の形態４では、熱源温水Ｗの流量が多い場合には、熱源温水Ｗの熱量を活用して流量配分制御処理を優先的に行うようにしているので、さらにシステム全体の運転効率を向上させることができる。なお、所定値は、任意に設定変更可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  蒸気生成システム
２，２ａ〜２ｄ  蒸気生成装置
３  温水タンク
４  ポンプ
５，５ａ〜５ｄ  流量調整弁
６，５０  水位センサ
７  温度センサ
１０，１８  制御部
１０ａ  出力配分制御部
１０ｂ  流量配分制御部
１０ｃ  自動切替制御部
１２  蒸気生成部
１４  温水供給部
１６  ヒートポンプ部
２０  圧縮機
２２  凝縮器
２４  膨張機構
２６  蒸発器
２８  加熱器
２９  蒸発器本体温度センサ
３０  給水経路
３２  温水経路
３４  吸入圧力センサ
３５  吸入温度センサ
３６  吐出圧力センサ
３７  吐出温度センサ
３８  入口温度センサ
４２  水蒸気分離器
４４  蒸気供給経路
４６  水循環経路
４８  給水ポンプ
５０  水位センサ
５４  圧力逃がし弁
５６  循環ポンプ
６０  圧力調整弁
６２  圧力センサ
７０  記憶部
７１  操作部
Ｄ  出力係数情報
ＤＳ  選択情報
Ｆａ〜Ｆｄ，Ｆｒａ〜Ｆｒｄ  流量設定値
Ｆtotal  要求流量
Ｈ  蒸気
Ｐａ〜Ｐｄ，Ｐｒａ〜Ｐｒｄ  出力設定値
【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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