(57)【要約】【課題】熱搬送液体の実際の流量からの乖離を抑制しつつ適切な熱交換を行うことができる熱交換システムを提供する。【解決手段】熱交換システム１は、熱搬送液体ＣＨと温度調節対象物ＳＡとで熱交換させる熱交換部１５に出入りする熱搬送液体ＣＨを流す主流路１１と、主流路１１に対して並列に設けられ、主流路１１よりも流路断面積が小さい副流路２１と、副流路２１に設けられた流量計２５と、流量計２５で検出された流量に基づいて熱交換部１５を流れる熱搬送液体ＣＨの流量を求める制御装置５０とを備える。而して、熱交換部１５を通過する流量よりも小さい流量を流量計２５で実測した流量から熱交換部１５を流れる熱搬送液体ＣＨの流量を求めるので、熱搬送液体ＣＨの温度や圧力の変化等の外部要因にかかわらずに熱交換部１５を流れる熱搬送液体ＣＨの流量を求めることができ、熱搬送液体ＣＨと温度調節対象流体ＳＡとで適切な熱交換を行うことができる。【選択図】図１
2019027750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱搬送液体と温度調節対象物とで熱交換させる熱交換部に出入りする前記熱搬送液体を流す主流路と；
前記主流路に対して並列に設けられた副流路であって、前記主流路よりも流路断面積が小さい副流路と；
前記副流路に設けられた流量計と；
前記流量計で検出された流量に基づいて前記熱交換部を流れる前記熱搬送液体の流量を求める制御装置とを備える；
熱交換システム。
【請求項２】
前記副流路は、
第１の抵抗値を有する第１の抵抗流路と；
前記第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値を有する第２の抵抗流路と；
前記熱搬送液体が前記第１の抵抗流路を流れるのと前記第２の抵抗流路を流れるのとを切り換える切換部とを有する；
請求項１に記載の熱交換システム。
【請求項３】
前記熱交換システム内を流れる前記熱搬送液体の流量を調節する流量調節部と；
前記温度調節対象物の温度又は前記温度調節対象物の温度と相関を有する検出対象の温度を検出する温度検出器とを備え；
前記制御装置は、前記流量計で検出された流量に基づいて求められた前記熱交換部を流れる前記熱搬送液体の流量が所定の流量の範囲内で、前記温度検出器で検出された温度があらかじめ設定された温度となるように前記流量調節部を制御する；
請求項１又は請求項２に記載の熱交換システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記温度検出器で検出された温度と前記あらかじめ設定された温度との乖離が大きいほど前記流量調節部の出力範囲を大きくするように構成された；
請求項３に記載の熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換システムに関し、特に適切な熱交換を行う熱交換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの流体間で熱交換を行わせる熱交換器は、さまざまな分野で用いられている。熱交換器の用途の一例として、空気調和技術分野における空気と冷温水（冷水又は温水）とで熱交換を行わせる冷温水コイルがある。冷温水コイルでは、流出する空気の温度を所望の温度にするために、流入する冷温水の流量を制御する。冷温水コイルに流入する冷温水を所望の流量とするために、従来は、冷温水の配管路に流量計と弁の両者を配置し、流量計によって計測された流量に基づいて弁の開度を制御するようにしていたが、このような方法では、冷温水コイルを流れる流量に対応した流量計と弁の両者を設置しなければならず、コストアップを招来していた。このような不都合を解消する流量算出手段として、管路内を流れる流体の流量を規制する弁体の弁開度と流量係数との関係を示す特性テーブルを記憶するメモリと、このメモリ内の特性テーブルより弁体の現在の弁開度に応ずる流量係数を求め、求めた流量係数と弁体の現在の上下流間の差圧とに基づいて管路内を流れる流体の流量を算出する流量算出手段とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０７４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された流量算出手段では、あくまでも弁開度と差圧との関係に基づく計算上で流量を推定しているに過ぎず、制御対象流体の温度や圧力の変化等の外部要因に起因して、算出した流量が実際の流量から許容範囲を超えて乖離している場合が生じ得ることとなり、適切な熱交換が阻害されるおそれがある。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑み、熱搬送液体の実際の流量からの乖離を抑制しつつ適切な熱交換を行うことができる熱交換システム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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る熱交換システムは、例えば図１に示すように、熱搬送液体ＣＨと温度調節対象物ＳＡとで熱交換させる熱交換部１５に出入りする熱搬送液体ＣＨを流す主流路１１と；主流路１１ｅに対して並列に設けられた副流路２１であって、主流路１１ｅよりも流路断面積が小さい副流路２１と；副流路２１に設けられた流量計２５と；流量計２５で検出された流量に基づいて熱交換部１５を流れる熱搬送液体ＣＨの流量を求める制御装置５０とを備える。
【０００７】
このように構成すると、熱交換部を通過する流量よりも小さい流量を流量計で実際に計測した流量から熱交換部を流れる熱搬送液体の流量を求めるので、熱搬送液体の温度や圧力の変化等の外部要因にかかわらずに熱交換部を流れる熱搬送液体の流量を求めることができ、熱搬送液体と温度調節対象流体とで適切な熱交換を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る熱交換システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様に係る熱交換システム１において、副流路２１は、第１の抵抗値を有する第１の抵抗流路２１ｆと；第１の抵抗値とは異なる第２の抵抗値を有する第２の抵抗流路２１ｓと；熱搬送液体ＣＨが第１の抵抗流路２１ｆを流れるのと第２の抵抗流路２１ｓを流れるのとを切り換える切換部２９とを有する。
【０００９】
このように構成すると、流量計で計測される流量の正確性を担保する幅を広げることができる。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係る熱交換システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る熱交換システム１において、熱交換システム１内を流れる熱搬送液体ＣＨの流量を調節する流量調節部１８と；温度調節対象物ＳＡの温度又は温度調節対象物ＳＡの温度と相関を有する検出対象の温度を検出する温度検出器３５とを備え；制御装置５０は、流量計２５で検出された流量に基づいて求められた熱交換部１５を流れる熱搬送液体ＣＨの流量が所定の流量の範囲内で、温度検出器３５で検出された温度があらかじめ設定された温度となるように流量調節部１８を制御する。典型的には、流量調節部１８は、副流路２１との分岐点１１ｘよりも上流側の主流路１１ｐ又は副流路２１との合流点１１ｙよりも下流側の主流路１１ｑに配設される。
【００１１】
このように構成すると、熱量を効率よく得る範囲で熱搬送液体の流量調節を行うことが可能になる。
【００１２】
また、本発明の第４の態様に係る熱交換システムは、例えば図１を参照して示すと、上記本発明の第３の態様に係る熱交換システム１において、制御装置５０は、温度検出器３５で検出された温度とあらかじめ設定された温度との乖離が大きいほど流量調節部１８の出力範囲を大きくするように構成されている。
【００１３】
このように構成すると、応答速度を速めながらハンチングを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱交換部を通過する流量よりも小さい流量を流量計で実際に計測した流量から熱交換部を流れる熱搬送液体の流量を求めるので、熱搬送液体の温度や圧力の変化等の外部要因にかかわらずに熱交換部を流れる熱搬送液体の流量を求めることができ、熱搬送液体と温度調節対象流体とで適切な熱交換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換システムの模式的系統図である。
【図２】コイル内を流れる冷温水の流量と冷温水−空気間の交換熱量との関係を示すグラフである。
【図３】二方弁の操作の状態を示すタイミング図である。
【図４】本発明の実施の形態の変形例に係る熱交換システムの模式的系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１７】
まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る熱交換システム１を説明する。図１は、熱交換システム１の模式的系統図である。熱交換システム１は、本実施の形態では、コイル１５において冷温水ＣＨと空気ＳＡとの熱交換を行わせるシステムである。空気ＳＡは、冷房又は暖房（以下「冷暖房」という。）が行われる対象（典型的には冷暖房対象室）に供給される流体である。冷温水ＣＨは、冷水又は温水の総称で、典型的には対象の冷房が行われるときは冷水となり、暖房が行われるときは温水となる液体である。冷温水ＣＨは、空気ＳＡに熱を搬送する液体であり、熱搬送液体に相当する。空気ＳＡは、コイル１５において冷温水ＣＨによって温度が調節される対象であり、温度調節対象物に相当する。熱交換システム１は、上述のコイル１５の他、主流路を構成する主管１１と、二方弁１８と、副流路を構成する副管２１と、流量計２５と、制御装置５０とを備えている。
【００１８】
コイル１５は、上述のように冷温水ＣＨと空気ＳＡとで熱交換を行わせるものであり、熱交換部に相当する。コイル１５は、細長いチューブが多数配列され、これらのチューブ内を冷温水ＣＨが複数パスで流れるように、各チューブの上流端及び下流端のそれぞれにヘッダが設けられている。各チューブの外表面には複数のフィンが取り付けられている。コイル１５では、各チューブ内を冷温水ＣＨが流れ、各チューブの外側を空気ＳＡが流れることにより、冷温水ＣＨと空気ＳＡとで熱交換が行われるように構成されている。コイル１５は、本実施の形態では、最大で概ね１０００Ｌ／ｍｉｎの冷温水ＣＨを流すことができる大きさに構成されている。コイル１５は、チューブ内を流れる冷温水ＣＨの流量を変化させることにより、空気ＳＡに伝達する熱量を調節することができるようになっている。
【００１９】
図２は、コイル１５内を流れる冷温水ＣＨの流量と、冷温水ＣＨと空気ＳＡとの交換熱量と、の関係を示すグラフである。図２に示すグラフは、横軸に冷温水ＣＨの流量を、縦軸に冷温水ＣＨと空気ＳＡとの交換熱量をとっている。冷温水ＣＨと空気ＳＡとの交換熱量は冷温水ＣＨの流量に対して図２に示すような関係で比例しており、冷温水ＣＨの流量が比較的少ないときは冷温水ＣＨの流量の増加分に対する冷温水ＣＨと空気ＳＡとの交換熱量が増加する割合が大きいが、冷温水ＣＨの流量が比較的多くなると冷温水ＣＨの流量の増加分に対する冷温水ＣＨと空気ＳＡとの交換熱量が増加する割合が小さくなる。冷温水ＣＨの流量が増加すると、抵抗が増加し、冷温水ＣＨの搬送動力も増加することとなるため、効率を向上させる観点から、コイル１５に導入する冷温水ＣＨの定格流量（本実施の形態では、最大で概ね１０００Ｌ／ｍｉｎ）を、図２に示す流量Ｆｃ（以下「所定の流量Ｆｃ」という。）近辺にすることが好ましい。所定の流量Ｆｃは、典型的には、冷温水ＣＨの流量の増加分に対する冷温水ＣＨと空気ＳＡとの交換熱量の増加分の傾きが許容できる最低限となるときの冷温水ＣＨの流量である。
【００２０】
再び図１に戻って熱交換システム１の構成の説明を続ける。主管１１は、主としてコイル１５に流す冷温水ＣＨを搬送する管である。主管１１は、コイル１５に供給される最大流量の冷温水ＣＨ（例えば概ね１０００Ｌ／ｍｉｎ）を流すことができる口径を有している。主管１１には、コイル１５が配設されている。また、主管１１には、副管２１が、コイル１５に対して並列になるように配置されて接続されている。つまり、副管２１は、一端がコイル１５よりも上流側の主管１１に接続され、他端がコイル１５よりも下流側の主管１１に接続されている。以下、説明の便宜上、コイル１５よりも上流側における主管１１と副管２１との接続点を「分岐点１１ｘ」といい、コイル１５よりも下流側における主管１１と副管２１との接続点を「合流点１１ｙ」という場合もある。また、説明の便宜上、分岐点１１ｘよりも上流側の主管１１を分岐前主管１１ｐとし、分岐点１１ｘと合流点１１ｙとの間の主管１１をコイル主管１１ｅとし、合流点１１ｙよりも下流側の主管１１を合流後主管１１ｑとして区別する場合もある。
【００２１】
二方弁１８は、主管１１を流れる冷温水ＣＨの流量を調節するものであり、流量調節部に相当する。二方弁１８は、本実施の形態では合流後主管１１ｑに配設されているが、分岐前主管１１ｐに配設されていてもよい。二方弁１８は、典型的には、電動アクチュエーターを有するグローブバルブ又はバタフライバルブであり、電力を入力しているときに開度を変化させ、電力の入力を停止したときにその時点の開度で保持する、フローティング動作を行う弁である。
【００２２】
副管２１は、本実施の形態では、前述のように、両端がそれぞれ分岐点１１ｘ及び合流点１１ｙに接続され、コイル１５に対して並列に配置されている。副管２１は、コイル主管１１ｅよりも小さい口径（流路断面積）を有する管であり、本実施の形態では概ね３Ｌ／ｍｉｎ程度の冷温水ＣＨを流すのに適切な口径を有している。本実施の形態では、副管２１の一部区間が第１副管２１ｆと第２副管２１ｓとに分かれている。第１副管２１ｆと第２副管２１ｓとは、並列に接続されている。第１副管２１ｆには、第１抵抗２８ｆと、第１仕切弁２９ｆとが配設されている。第１抵抗２８ｆは、副管２１全体を流れる冷温水ＣＨの流量が、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量の変化に応じて変化するように設けられた抵抗である。つまり、第１副管２１ｆを流れる冷温水ＣＨの流量は、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量に対して所定の比率となるように構成されている。第２副管２１ｓには、第２抵抗２８ｓと、第２仕切弁２９ｓとが配設されている。第２抵抗２８ｓは、第１抵抗２８ｆよりも抵抗値が小さい抵抗であり、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量が比較的少ないときに、副管２１全体を流れる冷温水ＣＨの流量が、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量に対して所定の比率となるようにするものである。第１仕切弁２９ｆ及び第２仕切弁２９ｓは、一方を開にして他方を閉にすることにより、冷温水ＣＨが第１副管２１ｆを流れるのと第２副管２１ｓを流れるのとを切り換えることができ、切換部を構成する。また、第１抵抗２８ｆが配設された第１副管２１ｆは第１の抵抗流路に相当し、第２抵抗２８ｓが配設された第２副管２１ｓは第２の抵抗流路に相当する。第１副管２１ｆと第２副管２１ｓとに分流していない副管２１には、流量計２５が配設されている。
【００２３】
流量計２５は、副管２１全体を流れる冷温水ＣＨの流量を計測するものである。したがって、流量計２５は、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量を計測するような大規模なものを必要とせず、副管２１を流れる程度の小流量を計測可能なもので足りる。したがって、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量を計測するものに比べて大幅なコンパクト化を図ることができ、コストダウンにも寄与する。なお、仮に極めて小流量を計測する流量計を採用した場合は、繊細複雑な構造のものとなり、かえってコストアップを招来するおそれがあるため、入手しやすい流量計２５を選定し、選定した流量計２５に適した流量の冷温水ＣＨが副管２１を流れるように、副管２１の口径を決定するとよい。前述のように、副管２１を流れる冷温水ＣＨの流量は、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量に対して所定の比率となるので、副管２１を流れる冷温水ＣＨの実流量を流量計２５で計測することで、冷温水ＣＨの温度や圧力等が変化した場合であっても、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量を比較的正確に把握することができる。流量計２５は、本実施の形態ではパルスを出力可能なパドル式流量計（羽根車式流量計）が用いられているが、パドル式流量計以外の流量計が用いられてもよい。
【００２４】
熱交換システム１は、上述の構成のほか、コイル１５から流出した空気ＳＡの温度を検出する温度計３５が設けられている。温度計３５は、温度調節対象物である空気ＳＡの温度を検出するものであり、温度検出器に相当する。
【００２５】
制御装置５０は、熱交換システム１の動作を制御する装置である。制御装置５０は、二方弁１８と有線又は無線で電気的に接続されており、二方弁１８の開度を調節することができるように構成されている。また、制御装置５０は、流量計２５と有線又は無線で電気的に接続されており、流量計２５で計測した流量を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置５０は、流量計２５で計測した流量に基づいてコイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量を求めることができるように構成されている。典型的には、コイル主管１１ｅ及び副管２１のそれぞれを流れる冷温水ＣＨの流量の関係がテーブルに記憶され、流量計２５で検出された流量を記憶されているテーブルに照らしてコイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量を求めることができるように構成されているが、テーブルで表された関係が計算式として記憶されていて流量計２５で検出された流量を当該計算式に当てはめることでコイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量を求めることとしてもよい。また、制御装置５０は、第１仕切弁２９ｆ及び第２仕切弁２９ｓのそれぞれと有線又は無線で電気的に接続されており、各弁２９ｆ、２９ｓの開閉を切り換えることができるように構成されている。また、制御装置５０は、温度計３５と有線又は無線で電気的に接続されており、温度計３５で検出した温度を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置５０は、図２に示すコイル１５における冷温水ＣＨの流量と冷温水ＣＨ−空気ＳＡ間の交換熱量との関係が記憶されており、所定の流量Ｆｃを把握することができるように構成されている。
【００２６】
上述の、熱交換システム１を構成する各要素は、１つの筐体に収容されていてもよく（例えばエアハンドリングユニット内に組み込まれている）、例えば制御装置５０が筐体の外に設けられるように一部が筐体の外側に設けられていてもよく、ユニット化されずにすべてが露出して組み立てられていてもよい。
【００２７】
引き続き図１を参照して、熱交換システム１の作用を説明する。熱交換システム１が起動すると、ファン（不図示）によって空気ＳＡが圧送され、コイル１５を通過するように空気ＳＡが流れる。他方、冷温水ＣＨが、熱源機（不図示）で温度が調節された後に冷温水ポンプ（不図示）によって圧送され、分岐前主管１１ｐを流れてくる。分岐前主管１１ｐを流れてきた冷温水ＣＨは、コイル主管１１ｅと副管２１とに分流し、それぞれの流路を流れる。コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨは、コイル１５を流れる際に空気ＳＡと熱交換が行われる。コイル１５において、冷温水ＣＨと空気ＳＡとの間で熱交換が行われることにより、空気ＳＡの温度は冷温水ＣＨの温度に近づき、冷温水ＣＨの温度は空気ＳＡの温度に近づく。コイル１５を通過した冷温水ＣＨは、コイル主管１１ｅを流れて合流点１１ｙに至る。
【００２８】
副管２１では、通常、第１仕切弁２９ｆが開かつ第２仕切弁２９ｓが閉となっている。したがって、通常、副管２１に流入した冷温水ＣＨは、第１抵抗２８ｆを通過し、流量計２５を通過する。流量計２５は、冷温水ＣＨが通過した際に計測した流量を信号として制御装置５０に送信する。第１抵抗２８ｆ及び流量計２５を通過した冷温水ＣＨは、副管２１を流れて合流点１１ｙに至る。合流点１１ｙでは、コイル主管１１ｅを流れてきた冷温水ＣＨと副管２１を流れてきた冷温水ＣＨとが合流する。合流点１１ｙで合流した冷温水ＣＨは、合流後主管１１ｑを流れて熱源機（不図示）に導かれ、熱源機（不図示）で温度が調節された後に再び分岐前主管１１ｐに供給される。
【００２９】
他方、コイル１５を通過した空気ＳＡは、温度計３５で温度が検出される。温度計３５は、検出した温度を信号として制御装置５０に送信する。制御装置５０は、温度計３５が検出した温度があらかじめ設定された温度となるように、二方弁１８の開度を調節する。ここで、あらかじめ設定された温度は、典型的には冷暖房対象室に供給される空気ＳＡの温度として適した温度である。二方弁１８の開度を調節するのに際し、冷温水ＣＨの流量を過剰に流すと、図２に示されるように空気ＳＡと冷温水ＣＨとの熱交換効率が低下することとなり、これに加えて搬送動力も増加するので、冷温水ＣＨの流量が所定の流量Ｆｃ以下となる範囲で二方弁１８の開度を調節することが好ましい。本実施の形態では、制御装置５０は、流量計２５で計測された流量を、あらかじめ記憶されている流量計２５での計測値とコイル主管１１ｅを流れる流量との関係に照らし、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量を求めている。このとき求められるコイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量は、流量計２５で計測された実際の流量に基づいているため、冷温水ＣＨの温度変化や背圧の変化等の外部要因にかかわらず誤差が小さい比較的正確な流量となる。そして、制御装置５０は、求めたコイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量が所定の流量Ｆｃ以下となる範囲で二方弁１８の開度を調節することとして、実際に冷温水ＣＨが過剰に流れることを防いでいる。
【００３０】
制御装置５０は、上述の制御中、コイル主管１１ｅを流れる流量が所定の流量Ｆｃを超えそうな場合は、温度計３５で検出すべきあらかじめ設定された温度から離れる方向に、すなわち冷温水ＣＨの温度とあらかじめ設定された温度との差が大きくなる方向に、熱源機（不図示）において冷温水ＣＨの温度を調節してもよい。冷温水ＣＨの温度とあらかじめ設定された温度との差が大きくなると、冷温水ＣＨの単位流量あたりの空気ＳＡとの交換熱量が増大するため、冷温水ＣＨの流量を少なくすることができる。また、制御装置５０は、温度計３５が検出した温度とあらかじめ設定された温度との差に応じて、二方弁１８の制御を以下のように変化させるとよい。
【００３１】
図３は、時間経過に沿った二方弁１８の操作の状態を示すタイミング図である。図３（Ａ）に示すように、二方弁１８は、標準状態において、操作と停止とを決められた周期Ｙで繰り返している。ここで、「操作」は、二方弁１８の開度を調節可能な状態であり、必要に応じて開度調節用のモータに電力を供給することができる状態である。実際に二方弁１８の開度が変更されるか否かは、温度計３５で検出された温度とあらかじめ設定された温度との差の有無により、差がない場合は開度が変更されず、差がある場合は差の大きさに応じて開度が変更される（典型的には比例制御が行われる）。他方、図３（Ａ）に示す二方弁１８の状態の「停止」は、二方弁１８に電力の供給が行われず、開度の調節が行われることがない状態である。「停止」の状態を設けているのは、「操作」において行われた二方弁１８の開度調節の効果が、温度計３５で検出された温度に現れるまでに時間を要することを考慮したものである。したがって、二方弁１８を停止状態にする時間（以下「停止時間Ｙｓ」という。）は、二方弁１８の開度調節を行ってからその効果が温度計３５で検出された温度に現れるまでの時間に基づいて決定するとよい。二方弁１８の開度調節は、二方弁１８を操作状態にする時間（以下「操作時間Ｙｍ」という。）と停止時間Ｙｓとの合計を１つの周期Ｙとして、これを繰り返すことで行われている。ここで、操作時間Ｙｍを決定するにあたり、操作時間Ｙｍを長くすると二方弁１８の開度調節が行き過ぎてハンチングが生じるおそれがあり、操作時間Ｙｍを短くすると温度計３５で検出された温度とあらかじめ設定された温度との差が大きい場合に温度計３５で検出された温度が設定温度になるまでに相当の時間を要することになる。そこで、本実施の形態では、図３（Ｂ）に示すように、温度計３５で検出された温度とあらかじめ設定された温度との差が大きい場合は周期Ｙ１のように長めの操作時間Ｙｍ１を取り、差が小さい場合は周期Ｙ３のように短めの操作時間Ｙｍ３を取り、差が両者の間の場合は周期Ｙ２のように中間長さの操作時間Ｙｍ２を取ることとしている。このような制御とすることで、温度計３５で検出された温度とあらかじめ設定された温度との差が大きい場合は二方弁１８の出力範囲（本実施の形態では操作時間Ｙｍ）を大きくして空気ＳＡの温度を迅速に設定温度に近づけ、差が小さい場合は二方弁１８の出力範囲を小さくしてハンチングを防ぐことができる。なお、二方弁１８の出力範囲は、操作時間Ｙｍの他、開度を変更するモータの回転速度等であってもよい。
【００３２】
再び図１に戻って熱交換システム１の作用の説明を続ける。熱交換システム１の運転中で、温度計３５が検出した温度があらかじめ設定された温度となるように二方弁１８の開度を調節している最中に、求めたコイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量があらかじめ決められた流量よりも少なくなると、第１副管２１ｆを流れる冷温水ＣＨの特性に変化が生じ、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量と副管２１を流れる冷温水ＣＨの流量との比率が所定の比率からずれるおそれがある。制御装置５０は、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量があらかじめ決められた流量よりも少なくなった場合、第２仕切弁２９ｓを開かつ第１仕切弁２９ｆを閉にするように切り換える。すると、分岐点１１ｘから副管２１に流入した冷温水ＣＨは、第２抵抗２８ｓを通過し、流量計２５を通過して、合流点１１ｙに至るようになる。第２抵抗２８ｓは、冷温水ＣＨの流量が小流量のときに、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量と副管２１を流れる冷温水ＣＨの流量との比率が所定の比率となるように選定されているので、流量計２５で計測された実流量に基づいて求めたコイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量の、実際の流量との誤差が小さくなる。このように、冷温水ＣＨの流量に応じて、副管２１に流入した冷温水ＣＨが第１抵抗２８ｆを流れるのと第２抵抗２８ｓを流れるのとを切り換えることで、対応できる冷温水ＣＨの最大流量と最小流量との差を拡大することができ、レンジアビリティを広げることができる。制御装置５０は、コイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量が、あらかじめ決められた流量以上になると第１仕切弁２９ｆを開かつ第２仕切弁２９ｓを閉にし、あらかじめ決められた流量よりも少なくなると第２仕切弁２９ｓを開かつ第１仕切弁２９ｆを閉にするように、第１仕切弁２９ｆ及び第２仕切弁２９ｓの開閉を適宜切り換える。このようにして、冷暖房対象室に、適切に温度が調節された空気ＳＡが供給される。
【００３３】
以上で説明したように、本実施の形態に係る熱交換システム１によれば、コイル主管１１ｅよりも口径の小さい副管２１をコイル主管１１ｅに対して並列に設け、副管２１に配置した流量計２５で実測した流量に基づいてコイル主管１１ｅを流れる冷温水ＣＨの流量を求め、求めた冷温水ＣＨの流量に照らして効率の低下が許容される範囲内で二方弁１８の開度を調節しているので、二方弁１８の流量係数（Ｃｖ値）や種類（グローブバルブやバタフライバルブ等）を意識することなく、冷温水ＣＨの温度や圧力等の変化の外部要因にかかわらず、適切に空気ＳＡの温度を設定値に制御することができる。また、冷温水ＣＨの流量変化に応じて、副管２１の抵抗を切り換えるので、レンジアビリティを広げることができる。また、温度計３５で検出された温度とあらかじめ設定された温度との差に応じて二方弁１８の出力範囲を変化させるので、空気ＳＡの温度を迅速に設定温度に近づけつつハンチングを防ぐことができる。
【００３４】
以上の説明では、熱搬送液体が冷温水ＣＨであるとしたが、不凍液等の冷温水ＣＨ以外の液体であってもよい。また、温度調節対象物が空気ＳＡであるとしたが、空気ＳＡ以外のガスや液体等、用途に応じて適宜変更することができる。
【００３５】
以上の説明では、副管２１の一部が第１副管２１ｆと第２副管２１ｓとに分流してそれぞれに異なる抵抗値の抵抗２８ｆ、２８ｓが配設されているとしたが、分流させずに単一の流路に１つの抵抗を配設してもよい。しかしながら、それぞれに異なる抵抗値の抵抗２８ｆ、２８ｓが配設された第１副管２１ｆと第２副管２１ｓとに分流して、冷温水ＣＨの流量に応じて通過させる副管２１ｆ、２１ｓを選択することとすると、レンジアビリティを広げることができて好ましい。なお、副管２１の一部の冷温水ＣＨの流路を第１副管２１ｆと第２副管２１ｓとで切り換える場合は、２つの仕切弁２９ｆ、２９ｓに代えて、第１副管２１ｆと第２副管２１ｓとの分岐部又は合流部に三方弁を設けてもよい。あるいは、図１に示すように、第１副管２１ｆに第１仕切弁２９ｆ弁を、第２副管２１ｓに第２仕切弁２９ｓをそれぞれ配置した場合に、冷温水ＣＨが第１副管２１ｆと第２副管２１ｓとを選択的に流れるようにする他に、第１副管２１ｆ及び第２副管２１ｓの両方を流れるように３段階の選択を可能にして、さらにレンジアビリティを広げることとしてもよい。
【００３６】
以上の説明では、温度検出器が、コイル１５通過後の空気ＳＡの温度を検出する温度計３５であるとしたが、空気ＳＡの温度と相関を有するものの温度を検出するものであってもよい。空気ＳＡの温度と相関を有するものとして、例えば、空気ＳＡが供給される冷暖房対象室の内部温度や、冷温水ＣＨのコイル１５出口の温度あるいはコイル１５出入口の温度差等を挙げることができる。
【００３７】
以上の説明では、副管２１がコイル１５に対して並列に配置されていることとしたが、図４に示すようにコイル１５が配置されていない主管１１の部分に対して副管２１が並列に配置されていてもよい。この場合、副管２１に配設された流量計２５を冷温水ＣＨが通過するのに必要な差圧を、副管２１に対して並列となる主管１１の部分に生じさせるために、当該主管１１の部分に流量計２５の抵抗に相当する抵抗を設けることとなるため、主管１１全体としてみるとコイル１５に加えて抵抗が増えることとなる。この抵抗の増加に伴うエネルギーの浪費を削減する観点からは、図１に示すように副管２１がコイル１５に対して並列に配置されていることが好ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１      熱交換システム
１１    主管
１１ｅ  コイル主管
１１ｐ  分岐前主管
１１ｑ  合流後主管
１１ｙ  合流点
１１ｘ  分岐点
１５    コイル
１８    二方弁
２１    副管
２１ｆ  第１副管
２１ｓ  第２副管
２５    流量計
２９    切換部
３５    温度計
５０    制御装置
ＣＨ    冷温水
ＳＡ    空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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