(57)【要約】【課題】搬送動力を削減すると共に建設費及び維持管理費を削減する。【解決手段】本発明の地域熱供給システムは、熱供給プラント１０からの必要揚程が最小となる近傍の熱需要先Ａより下流側且つ熱供給プラント１０からの必要揚程が最大となる最遠の熱需要先Ｃより上流側にサブステーション３０が設けられ、サブステーション３０には、熱媒循環配管２０の往き配管２１上に二次ポンプ３３ａ，３３ｂが設けられ、一次ポンプ１１ａ，１１ｂはサブステーション３０より上流側の熱需要先Ａ，Ｂまでの必要揚程を備え、二次ポンプ３３ａ，３３ｂは最遠の熱需要先Ｃまでの必要揚程を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒の一次ポンプ及び熱源設備を有する熱供給プラントと複数の熱需要先とが往き配管及び還り配管を有する熱媒循環配管を介して接続されて構成される地域熱供給システムであって、
前記熱供給プラントからの必要揚程が最小となる近傍の熱需要先より下流側且つ前記熱供給プラントからの必要揚程が最大となる最遠の熱需要先より上流側にサブステーションが設けられ、該サブステーションには、前記熱媒循環配管の往き配管上に設置される二次ポンプが設けられ、前記一次ポンプは前記サブステーションより上流側の熱需要先までの必要揚程を備え、前記二次ポンプは前記最遠の熱需要先までの必要揚程を備えていることを特徴とする地域熱供給システム。
【請求項２】
前記二次ポンプを迂回するように設けられる二次バイパス管と、該二次バイパス管上に設置される開閉弁とを設け、前記二次ポンプより下流側の熱需要先の一部もしくは全ての熱供給流量が所定値を超えた場合、又は前記サブステーション内の往き配管と前記還り配管の差圧が所定値以下の場合、又は前記往き配管の圧力が所定値以下の場合に、前記開閉弁を閉止させると共に前記二次ポンプを稼動させる制御と、前記二次ポンプより下流側の熱需要先の一部もしくは全ての熱供給流量が所定値以下の場合、又は前記サブステーション内の往き配管と前記還り配管の差圧が所定値を超えた場合、又は前記往き配管の圧力が所定値を超えた場合に、前記開閉弁を開放させると共に前記二次ポンプを停止させる制御とを行う制御装置を備えている請求項１に記載の地域熱供給システム。
【請求項３】
前記二次ポンプを常時運転させる請求項１に記載の地域熱供給システム。
【請求項４】
前記往き配管の圧力、該往き配管の圧力と前記還り配管の圧力の差圧、前記二次ポンプより下流側の熱需要先の流量の一部若しくは全部のうちの少なくともいずれか一つの情報に基づき、前記二次ポンプの運転台数制御及び又は変速制御する制御装置を備えている請求項１に記載の地域熱供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱媒の一次ポンプと熱源設備とを有する熱供給プラントと複数の熱需要先とが熱媒循環配管を介して接続されて構成される地域熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商業施設やマンション等の各ビル群が設置される地域において、ビル毎にそれぞれ個別に冷凍機やボイラ等の冷暖房や給湯用の熱源設備を設置する代わりに、これらのビル群を含む地域全体に対する熱源設備として、特定の場所に熱供給プラントを設置し、該熱供給プラントから各ビルの熱需要先に対して、冷水や温水等の熱媒を供給する地域熱供給システムが注目されている。
【０００３】
この種の従来の地域熱供給システムとしては、例えば、図５及び図６に示すように、熱源設備２と最遠端の熱需要先Ｃの必要揚程を備えたポンプ３とを熱供給プラント１に設置した１ポンプ方式の地域熱供給システムや（例えば、特許文献１、２参照）、特に図示しないが、熱源設備と該熱源設備廻りの必要揚程を受け持つ一次ポンプと各熱需要先への必要揚程に合わせた複数の二次ポンプ（或いは、熱需要先の最大必要揚程に合わせた１台の二次ポンプ）とを熱供給プラントに設置した２ポンプ方式の地域熱供給システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１０４１３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５３３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の１ポンプ方式の地域熱供給システムでは、熱供給プラント１の近傍の熱需要先Ａ又はＢに対しても最遠端の熱需要先Ｃと同一の圧力で運転されるため、搬送動力の削減ができず、運転効率を高めることができないといった問題があった。
【０００６】
一方、上記した従来の２ポンプ方式の地域熱供給システムでは、常に一次ポンプと二次ポンプを稼動させる必要があるため、搬送動力の削減が難しいといった問題があった。また、それぞれの熱需要先毎に二次ポンプを設置した場合には、建設費や維持管理費の削減ができないといった問題もあった。さらに、二次ポンプの運転流量の下限値以下では熱媒逃がし用のバイパス管を通じて運転流量を確保する必要があるため、結果として必要流量以上の熱媒を搬送することとなり、搬送動力の削減が難しいといった問題などもあった。
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、搬送動力を削減すると共に建設費及び維持管理費を削減することのできる地域熱供給システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明は、熱媒の一次ポンプ及び熱源設備を有する熱供給プラントと複数の熱需要先とが往き配管及び還り配管を有する熱媒循環配管を介して接続されて構成される地域熱供給システムであって、前記熱供給プラントからの必要揚程が最小となる近傍の熱需要先より下流側且つ前記熱供給プラントからの必要揚程が最大となる最遠の熱需要先より上流側にサブステーションが設けられ、該サブステーションには、前記熱媒循環配管の往き配管上に設置される二次ポンプが設けられ、前記一次ポンプは前記サブステーションより上流側の熱需要先までの必要揚程を備え、前記二次ポンプは前記最遠の熱需要先までの必要揚程を備えていることを特徴とする。
【０００９】
そして、本発明に係る地域熱供給システムは、前記二次ポンプを迂回するように設けられる二次バイパス管と、該二次バイパス管上に設置される開閉弁とを設け、前記二次ポンプより下流側の熱需要先の一部もしくは全ての熱供給流量が所定値を超えた場合、又は前記サブステーション内の往き配管と前記還り配管の差圧が所定値以下の場合、又は前記往き配管の圧力が所定値以下の場合に、前記開閉弁を閉止させると共に前記二次ポンプを稼動させる制御と、前記二次ポンプより下流側の熱需要先の一部もしくは全ての熱供給流量が所定値以下の場合、又は前記サブステーション内の往き配管と前記還り配管の差圧が所定値を超えた場合、又は前記往き配管の圧力が所定値を超えた場合に、前記開閉弁を開放させると共に前記二次ポンプを停止させる制御とを行う制御装置を備えている。
【００１０】
また、本発明に係る地域熱供給システムは、前記二次ポンプを常時運転させてもよい。
【００１１】
さらに、本発明に係る地域熱供給システムは、前記往き配管の圧力、該往き配管の圧力と前記還り配管の圧力の差圧、前記二次ポンプより下流側の熱需要先の流量の一部若しくは全部のうちの少なくともいずれか一つの情報に基づき、前記二次ポンプの運転台数制御及び又は変速制御する制御装置を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、搬送動力を削減すると共に建設費及び維持管理費を削減することのできる地域熱供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る地域熱供給システムを示す系統図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る地域熱供給システムの圧力線図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る地域熱供給システムの制御方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る地域熱供給システムの変形例を示す系統図である。
【図５】従来例を示す系統図である。
【図６】従来例の圧力線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態に係る地域熱供給システムを示す系統図であり、この地域熱供給システムは、熱供給プラント１０と複数の熱需要先Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとが熱媒循環配管２０を介して接続されて構成されている。熱供給プラント１０は、２台が並列に設置された熱媒の一次ポンプ１１ａ，１１ｂ及び熱源設備１２ａ，１２ｂと、サブステーション３０とを備えている。熱媒循環配管２０は、熱供給プラント１０から遠方の熱需要先Ｃ，Ｄとの間に配設される第１往き配管２１及び第１還り配管２２と、一次ポンプ１１ａ，１１ｂ及び熱源設備１２ａ，１２ｂと、熱供給プラント１０からの必要揚程が最小となる熱需要先Ａを含む熱供給プラント１０の近傍の熱需要先Ａ，Ｂとの間に配設される第２往き配管２３及び第２還り配管２４とにより構成されている。
【００１６】
また、熱供給プラント１０には、第１往き配管２１と第２往き配管２３との分岐位置Ｐより熱源設備側に、吐出一次ポンプ１１ａ，１１ｂの吐出側配管１４と熱源設備１２ａ，１２ｂの吸込み側配管１５とを接続する一次バイパス管１６が設けられている。そして、この一次バイパス管１６上に差圧バイパス弁１７が設けられており、この差圧バイパス弁１７は、一次ポンプ１１ａ，１１ｂの運転により、バイパス管１６の往き配管側圧力（ＰＴ０）と還り配管側圧力（ＰＴ３）の差圧が上限値以上となった場合に開放されるように制御される。
【００１７】
サブステーション３０は、近傍の熱需要先Ａ，Ｂより下流側且つ熱供給プラント１０からの必要揚程が最大となる最遠の熱需要先Ｃより上流側に設けられ、第１往き配管２１上に並列に設置される二次ポンプ３３ａ，３３ｂと、二次ポンプ３３ａ，３３ｂを迂回するように設けられる二次バイパス管３２と、二次バイパス管３２上に設置される開閉弁３１とを備えている。そして、図２に示すように、一次ポンプ１１ａ，１１ｂはサブステーション３０より上流側の熱需要先Ａ，Ｂまでの必要揚程を備え、二次ポンプ３３ａ，３３ｂは最遠の熱需要先Ｃまでの必要揚程を備えている。
【００１８】
また、サブステーション３０には、制御装置（図示省略）が設けられており、この制御装置は、図３に示すように、最遠の熱需要先Ｃを含む二次ポンプより下流側にある熱需要先の一部もしくは全部への熱供給流量が所定値を超えた場合、又はサブステーション３０内の往き配管２１と還り配管２２の差圧が所定値以下の場合、又は往き配管２１の圧力が所定値以下の場合に、開閉弁３１を閉止させると共に二次ポンプ３３ａ，３３ｂを稼動させる。なお、この時、二次ポンプ３３ａ，３３ｂは、第１往き配管２１の圧力（ＰＴ１）及び第１還り配管２２圧力（ＰＴ２）又は熱需要先Ｃ，Ｄの流量に基づき台数制御及び又は変速制御されるのが好ましい。
【００１９】
また、前記制御装置は、最遠の熱需要先Ｃを含む二次ポンプより下流側にある熱需要先の一部もしくは全部への熱供給流量が所定値以下の場合、又はサブステーション３０内の往き配管２１と還り配管２２の差圧が所定値を超えた場合、又は往き配管（２１）の圧力が所定値を超えた場合に、開閉弁３１を開放させると共に二次ポンプ３３ａ，３３ｂを停止させ、一次ポンプ１１ａ，１１ｂにより熱供給プラント１０と各熱需要先Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとの間に熱媒を循環させる。
【００２０】
なお、上記のサブステーション３０内に開閉弁３１を設けなくてもよく、その場合、二次ポンプ３３ａ，３３ｂは、常時運転させるものとするが、第１往き配管２１の圧力（ＰＴ１）、第１往き配管２１の圧力（ＰＴ１）と第１還り配管２２の圧力（ＰＴ２）の差圧、熱需要先Ｃ，Ｄの流量の一部若しくは全部のうちの少なくともいずれか一つの情報に基づき台数制御及び又は変速制御されるのが好ましい。また、図示はしないが、二次ポンプ３３ａ，３３ｂを迂回するように熱媒逃がし用のバイパス管を設け、該バイパス管上に圧力逃しの装置（例えば、オリフィス等）を設けることにより、二次ポンプ３３ａ，３３ｂの低流量運転時の保護を図るのが好ましい。
【００２１】
このように上記した実施の形態に係る地域熱供給システムによれば、熱供給プラント１０に近傍の熱需要先Ａ，Ｂには熱源機器１２ａ，１２ｂに附帯の一次ポンプ１１ａ，１１ｂによって熱媒供給を行い、遠方の熱需要先Ｃ，Ｄにはサブステーション３０の二次ポンプ３３ａ，３３ｂによって熱媒供給を行うように構成されているため、各熱需要先Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの必要揚程に合わせた運転を行うことができる。したがって、搬送動力を削減することができ、運転効率を高めることが可能となる。
【００２２】
また、二次ポンプ３３ａ，３３ｂは台数制御装置及び又は変速装置を備えた場合は、熱媒供給圧力や熱需要先の流量により台数制御及び又は変速制御を行うことができるため、搬送動力のさらなる削減が可能となる。
【００２３】
さらに、開閉弁３１を設けた時に、一次ポンプ１１ａ，１１ｂの運転のみで各需要先Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する熱媒供給を行うことができる場合は、二次ポンプ３３ａ，３３ｂを停止させ、開閉弁３１を開放させることで、さらなる搬送動力の削減が可能となる。また、搬送動力の削減のためにそれぞれの熱需要先毎に二次ポンプを設置する必要がないため、建設費や維持管理費の削減も可能となる。
【００２４】
なお、上記した実施の形態において、サブステーション３０は熱供給プラント１０内に設けられているが、これは単なる例示に過ぎず、例えば、図４に示すように、熱供給プラント１０の外側の熱媒循環配管２０上に設置されてもよい。
【００２５】
また、サブステーション３０は、熱供給プラント１０からの必要揚程が最小となる近傍の熱需要先Ａより下流側且つ熱供給プラントからの必要揚程が最大となる最遠の熱需要先Ｃより上流側であれば、熱需要先Ｂの上流側や熱需要先Ｄの下流側に設置されてもよい。そして、サブステーション３０が熱需要先Ｂの上流側に設置された場合、一次ポンプ１１ａ，１１ｂはサブステーション３０より上流側の熱需要先Ａまでの必要揚程を備え、サブステーション３０が熱需要先Ｄの下流側に設置された場合、一次ポンプ１１ａ，１１ｂはサブステーション３０より上流側の熱需要先Ｄまでの必要揚程を備えているのが好ましい。
【００２６】
さらに、上記した実施の形態では、二次ポンプ３３ａ，３３ｂを２台設置しているが、これは単なる例示に過ぎず、例えば、二次ポンプを１台又は３台以上設置してもよい。
【００２７】
また、一次ポンプ１１ａ，１１ｂの設置台数や設置位置についても、例えば、１台又は３台以上設置したり、熱源設備の上流側に設置したりする等、各種変更が可能であることは言う迄もない。
【符号の説明】
【００２８】
１０              熱供給プラント
１１ａ，１１ｂ    一次ポンプ
１２ａ，１２ｂ    熱源設備
１４              上流側配管
１５              下流側配管
１６              一次バイパス管
１７              差圧バイパス弁
２０              熱媒循環配管
２１              第１往き配管
２２              第１還り配管
３０              サブステーション
３１              開閉弁
３２              二次バイパス管
３３ａ，３３ｂ    二次ポンプ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ    熱需要先
【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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