(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する膨張機構および該膨張機構で減圧された冷媒を熱源温水から回収した熱で蒸発させ前記圧縮機に供給する蒸発器を有するヒートポンプ部と、
被加熱水を前記冷媒によって加熱する前記凝縮器、前記凝縮器で生成された気液二相流が流通する気液二相流経路、該気液二相流経路から供給される気液二相流を水と水蒸気とに分離する水蒸気分離器、該水蒸気分離器で分離された水を前記凝縮器に流通させる水循環経路、前記水蒸気分離器で分離された水蒸気を外部蒸気経路に送り出す送出経路および前記水循環経路に接続され、前記被加熱水を供給する給水経路を有する蒸気生成部と、
を備えるヒートポンプ式蒸気生成装置であって、
前記送出経路に設けられた送出バルブと、
前記ヒートポンプ式蒸気生成装置の通常起動前に、前記送出バルブを開制御して前記外部蒸気経路から前記蒸気生成部へ外部蒸気を導入する蒸気導入モードを実行可能な制御部とをさらに備えることを特徴とするヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ヒートポンプ式蒸気生成装置の通常起動前に、該ヒートポンプ式蒸気生成装置の停止後の経過時間、前記蒸気生成部の圧力または温度、のうち少なくとも一つに基づき、前記送出バルブを開制御して前記蒸気導入モードを実行することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記蒸気導入モード実行時に、前記ヒートポンプ式蒸気生成装置の起動後の経過時間、該蒸気導入モード開始後の経過時間、前記蒸気生成部の圧力または温度、のうち少なくとも一つに基づき、前記蒸気導入モードを終了することを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項４】
前記気液二相流経路には、排出経路をさらに備え、前記排出経路には排水バルブが設けられ、前記制御部は、前記蒸気導入モードを実行時に、前記排水バルブを開とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項５】
前記蒸気導入モード実行時には、前記送出バルブと前記排水バルブを交互に開閉することを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ式蒸気生成装置。
【請求項６】
熱源温水から回収した熱で蒸発された冷媒が供給される凝縮器を有するヒートポンプ部と、前記凝縮器で被加熱水を加熱することにより得られた水蒸気を外部蒸気経路に送り出す送出経路を有する蒸気生成部とを備えるヒートポンプ式蒸気生成装置を複数台有する蒸気生成システムであって、
複数台の前記ヒートポンプ式蒸気生成装置の前記送出経路にそれぞれ設けられた送出バルブと、
前記送出経路を合流して前記外部蒸気経路に接続する合流送出経路と、を備え、
所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の通常起動前に、前記所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の送出経路に設けられた前記送出バルブを開制御して前記外部蒸気経路または他のヒートポンプ式蒸気生成装置の送出経路から前記所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の前記蒸気生成部へ蒸気を導入する蒸気導入モードを実行可能な制御部をさらに備えることを特徴とする蒸気生成システム。
【請求項７】
前記合流送出経路に設けられた合流蒸気バルブを備え、
前記蒸気導入モード実行時に、前記他のヒートポンプ式蒸気生成装置が稼働している場合には前記合流蒸気バルブを閉制御することを特徴とする請求項６に記載の蒸気生成システム。
【請求項８】
最初に起動されるヒートポンプ式蒸気生成装置が予め設定され、該ヒートポンプ式蒸気生成装置の前記送出経路に設けられる前記送出バルブが省略されることを特徴とする請求項７に記載の蒸気生成システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の起動運転時に、該所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の停止後の経過時間、該所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の前記蒸気生成部の圧力または温度、のうち少なくとも一つに基づき、前記蒸気導入モードを実行することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の蒸気生成システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記蒸気導入モード実行時に、前記所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の起動後の経過時間、該蒸気導入モード開始後の経過時間、前記所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の蒸気生成部の圧力または温度、のうち少なくとも一つに基づき、前記蒸気導入モードを終了することを特徴とする請求項９に記載の蒸気生成システム。
【請求項１１】
前記制御部は、前記蒸気導入モード実行時に、前記他のヒートポンプ式蒸気生成装置が稼働している場合には、該他のヒートポンプ式蒸気生成装置の出力を増大させることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の蒸気生成システム。
【請求項１２】
前記複数台のヒートポンプ式蒸気生成装置はそれぞれ並列に配置されたことを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載の蒸気生成システム。
【請求項１３】
熱源温水から回収した熱で蒸発された冷媒が供給される凝縮器を有するヒートポンプ部と、前記凝縮器で被加熱水を加熱することにより得られた水蒸気を外部蒸気経路に送り出す送出経路を有する蒸気生成部とを備えるヒートポンプ式蒸気生成装置を複数台有する蒸気生成システムの運転方法であって、
所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の通常起動前に、前記外部蒸気経路または他のヒートポンプ式蒸気生成装置から前記所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の蒸気生成部へ蒸気を導入することを特徴とする蒸気生成システムの運転方法。
【請求項１４】
前記所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の通常起動前に、前記他のヒートポンプ式蒸気生成装置が稼働している場合には前記他のヒートポンプ式蒸気生成装置の送出経路から前記所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の前記蒸気生成部へ蒸気を導入することを特徴とする請求項１３に記載の蒸気生成システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、蒸気生成システムおよびその運転方法に関する。
【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（例えば特許文献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、蒸気利用設備から発生した排熱を有効に再利用することで、ボイラ設備等から発生する蒸気のみを利用した場合に比べてランニングコストやＣＯ2の排出量を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４２２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のヒートポンプ式蒸気生成装置では、装置が長時間停止後に起動（冷起動）した場合、装置本体の熱容量が大きいため、蒸気を供給できるようになるために時間がかかるという問題があった。また、装置内に被加熱水が残っている場合には、被加熱水の熱容量によりさらに起動時間が長くなる。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、冷起動時の昇温時間を短縮し、装置全体の排熱利用効率を向上させることができるヒートポンプ式蒸気生成装置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】
本発明に係るヒートポンプ式蒸気生成装置は、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する膨張機構および膨張機構で減圧された冷媒を熱源温水から回収した熱で蒸発させ圧縮機に供給する蒸発器を有するヒートポンプ部と、被加熱水を冷媒によって加熱する凝縮器、凝縮器で生成された気液二相流が流通する気液二相流経路、気液二相流経路から供給される気液二相流を水と水蒸気とに分離する水蒸気分離器、水蒸気分離器で分離された水を凝縮器に流通させる水循環経路、水蒸気分離器で分離された水蒸気を外部蒸気経路に送り出す送出経路および水循環経路に接続され、被加熱水を供給する給水経路を有する蒸気生成部と、を備えるヒートポンプ式蒸気生成装置であって、送出経路に設けられた送出バルブと、ヒートポンプ式蒸気生成装置の起動時に、送出バルブを開制御して外部蒸気経路から蒸気生成部へ外部蒸気を導入する蒸気導入モードを実行可能な制御部とをさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
制御部は、ヒートポンプ式蒸気生成装置の通常起動運転前に、装置停止後の経過時間、蒸気生成部の圧力または温度、のうち少なくとも一つに基づき送出バルブを開制御して蒸気導入モードを実行してもよい。さらに、装置起動後の経過時間、蒸気導入モード開始後の経過時間、蒸気生成部の圧力または温度、のうち少なくとも一つに基づき蒸気導入モードを終了してもよい。蒸気導入モード実行時には、前記送出バルブと前記排水バルブを交互に開閉してもよい。
【０００８】
また、ヒートポンプ式蒸気生成装置を複数台有し、それぞれの送出経路に設けられた送出バルブと、送出経路を合流して外部蒸気経路に接続する合流送出経路と、を備え、装置の通常起動前に、外部蒸気経路、他のヒートポンプ式蒸気生成装置の送出経路のうち少なくとも一方から蒸気を導入する蒸気生成システムとしてもよく、蒸気導入モード実行時には、蒸気提供を行うヒートポンプ式蒸気生成装置の出力を増大させてもよい。また、複数台のヒートポンプ式蒸気生成装置を並列に配置するシステム構成としてもよい。
【０００９】
また、所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の通常起動前に、外部蒸気経路または他のヒートポンプ式蒸気生成装置の蒸気生成部から所定のヒートポンプ式蒸気生成装置の蒸気生成部へ蒸気を導入するような運転方法を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、起動時間を短縮することができるため、排熱の利用効率を向上させることができるとともに、蒸気使用設備からの需要増加に迅速に対応が可能なヒートポンプ式蒸気生成装置、蒸気生成システムおよびその運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプ式蒸気生成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプ式蒸気生成装置の起動制御フロー図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る蒸気生成システムの全体構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る蒸気生成システムの２台目起動時における制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るヒートポンプ式蒸気生成装置および蒸気生成システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るヒートポンプ式蒸気生成装置１００の全体構成図である。ヒートポンプ式蒸気生成装置１００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。
【００１４】
図１に示すように、ヒートポンプ式蒸気生成装置１００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４０と、温水経路Ｌ４を通じて供給される温水（熱源温水）から熱を回収し、この熱を蒸気生成部４０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２０と制御部５０とを備える。
【００１５】
ヒートポンプ部２０は、冷媒を圧縮する圧縮機２２と、圧縮機２２で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器２４と、凝縮器２４を出た冷媒を減圧する膨張機構２６と、温水から熱を回収して冷媒を蒸発させる蒸発器２８とを環状に接続した冷媒経路Ｌ２を構成し、その内部を冷媒が循環する冷凍サイクル装置である。膨張機構２６は、例えば電子膨張弁、手動膨張弁、定圧膨張弁、温度膨張弁、オリフィス、キャピラリー等から適宜選定することができる。
【００１６】
圧縮機２２で圧縮されて高温高圧となった冷媒は、凝縮器２４で蒸気生成部４０を循環する水と熱交換して冷却され凝縮する。凝縮器２４を出た冷媒は、膨張機構２６で断熱膨張され、蒸発器２８で温水供給部１４の温水経路Ｌ４を流通する温水から吸熱して蒸発し、圧縮機２２へと戻る。
【００１７】
圧縮機２２は図示しない制御部の制御下に、その吸入側や吐出側の冷媒の圧力及び温度に基づき図示しないインバータ（ＩＮＶ）を介してその運転回転数が制御される。
【００１８】
蒸発器２８は例えばプレート型熱交換器であるが、冷媒と温水の熱交換が可能であれば、スパイラル式熱交換器や二重管式熱交換器など他の種類の熱交換器も適宜選択可能である。
【００１９】
蒸気生成部４０は、ヒートポンプ部２０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２４と、凝縮器２４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送出経路Ｌ６と、水蒸気分離器４２で分離された水を給水経路Ｌ８から供給される水と合流させて凝縮器２４へ導入する水循環経路Ｌ１０ａと、凝縮器２４で生成した気液二相流を水蒸気分離器４２へと導く気液二相流経路Ｌ１０ｂとを有する。
【００２０】
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る。送出経路Ｌ６には、蒸気バルブ４６が設けられる。給水経路Ｌ８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Ｐ２によって水循環経路Ｌ１０ａに合流させる。給水ポンプＰ２は図示しないインバータ（ＩＮＶ）を介してその運転回転数が制御される。
【００２１】
水循環経路Ｌ１０ａは、水蒸気分離器４２の下端壁から凝縮器２４までを連通し、水が流通する。気液二相流経路Ｌ１０ｂは、凝縮器２４から水蒸気分離器４２の上部側壁までを連通し、水及び蒸気を含む気液二相流が流通する。送出経路Ｌ６は、水蒸気分離器４２の上端壁に接続され、分離された蒸気を外部に送り出し、外部蒸気経路Ｌ１２に合流させる経路である。合流された蒸気は、外部蒸気経路Ｌ１２を通じて蒸気利用設備７０に供給される。気液二相流経路Ｌ１０ｂの途中には水を外部に排出可能とする排出経路Ｌ１４が設けられる。排出経路Ｌ１４の途中には排水バルブ４４が設けられる。
【００２２】
制御部５０は、送出経路Ｌ６の蒸気バルブ４６上流に設けられた第１圧力計４７および下流に設けられた第２圧力計４８の計測値に基づき、蒸気バルブ４６の開度を調整する。また、装置停止時に必要に応じて排水バルブ４４を開制御し、排水を行う。
【００２３】
以上のように構成されたヒートポンプ式蒸気生成装置１００では、その定常運転時、ヒートポンプ部２０によって温水経路Ｌ４を流れる温水の熱を蒸発器２８で冷媒に回収し、冷媒に回収した熱を凝縮器２４で内部を流れる水に移動させて蒸気を生成する。これにより、排熱を効率的に回収して利用し、高い省エネ性能が発揮される。
【００２４】
ところで、ヒートポンプ式蒸気生成装置１００を起動する際に、装置が長時間停止した後の起動（冷起動）であると、装置本体の熱容量が大きいため、装置全体が十分に加熱され蒸気を供給できるようになるために時間がかかる。装置本体内に被加熱水が残っている場合には、被加熱水の熱容量によりさらに起動時間が長くなる。これが装置全体として効率低下を引き起こしている。
【００２５】
そこで、本実施形態では、装置起動時に冷起動かどうかを判断し、冷起動であると判断した時には、蒸気バルブ４６をあらかじめ設定された開度に開制御することで、外部蒸気経路Ｌ１２より蒸気を導入し、蒸気生成部４０の昇温を促進する。この起動制御フローについて図２を用いて説明する。
【００２６】
装置の起動指令が出されると（Ｓ１）、制御部５０は内部に設けられたタイマにより装置停止時からの経過時間を判断し（Ｓ２）、あらかじめ設定した時間以上経過していた場合は冷起動と判断し、通常起動前に蒸気導入モードを実行する。経過時間があらかじめ設定した時間未満の場合は、通常起動と判断し、直ちに圧縮機２２を起動する（Ｓ６）。
【００２７】
装置停止時、蒸気生成部４０は内部に空気が流入しないよう密閉に保たれるため、内部で蒸気が凝縮することにより、蒸気生成部４０内は負圧となる。そのため、蒸気導入モードで蒸気バルブ４６を開制御した場合、外部蒸気経路Ｌ１２からの蒸気は速やかに蒸気生成部４０に導入される。蒸気生成部４０に導入された蒸気は装置本体および蒸気生成部４０内部に残った水に熱を与えた後に凝縮し、蒸気生成回路Ｌ１０内は再び負圧となる。そのため、継続して外部蒸気経路Ｌ１２から蒸気が導入される。
【００２８】
蒸気導入モードが開始してから一定時間が経過すると（Ｓ４）、制御部５０は蒸気生成部４０の加温が完了したと判断し、蒸気バルブ４６を閉制御して蒸気導入モードを終了する（Ｓ５）。蒸気導入モードが終了すると、圧縮機２２を起動し、通常起動モードに移行する（Ｓ６）。起動冷起動の判断および蒸気導入モード終了の判断には、経過時間以外にも、蒸気生成部４０の温度や圧力を用いてもよい。例えば、起動時に蒸気生成部４０の温度もしくは圧力が所定値未満の場合に冷起動と判断して蒸気導入モードを実行し、蒸気導入モード実行後に、蒸気生成部４０の温度もしくは圧力が所定値以上となった場合に蒸気導入モードを終了させてもよい。蒸気生成部４０の温度や圧力は水蒸気分離器４２や凝縮器２４、各配管など任意の場所で測定が可能であり、圧力を測定する場合、第１圧力計４７の測定値を用いてもよい。また、これらの条件を複数組み合わせた複合条件に基づき、蒸気導入モードの実行および終了を判断してもよい。本実施例では蒸気導入モード終了時に蒸気バルブ４６を閉制御としているが、例えば通常起動モード時に蒸気バルブ４６の開度制御を行うような場合は閉制御を行わず、ただちに開度制御に移行してもよい。
【００２９】
さらに、蒸気導入モードを実行時に、排水バルブ４４を開制御してもよい。排水バルブ４４を開とすることで、蒸気生成部４０内に残った水を排出し、装置を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、外部蒸気経路Ｌ１２から導入された蒸気が凝縮しても排出経路Ｌ１４を通じて速やかに排出することができ、外部蒸気の導入効率が一層向上するため、昇温時間をさらに短縮することができる。また、排水バルブ４４と送出バルブ４６を交互に開閉するようにしてもよい。このようにすることで、排出経路Ｌ１４から蒸気が噴出するのを回避することができる。さらに、外部蒸気経路Ｌ１２から導入する蒸気量を最小限にしつつ、凝縮した水を速やかに排出することができる。
【００３０】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る蒸気生成システム２００、２１０の全体構成図である。
蒸気生成システム２００、２１０では、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１、１０２が並列に接続されている。また、複数台制御を行うための制御部５１を備える。
【００３１】
制御部５１は、熱源温水の温度や流量、蒸気利用設備７０からの要求負荷などに応じてヒートポンプ式蒸気生成装置の運転台数や出力を決定する。
【００３２】
ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１、１０２はそれぞれ送出経路Ｌ６１、Ｌ６２を備える。また、送出経路Ｌ６１、Ｌ６２にはそれぞれ個別の蒸気バルブ８２、８４を備える。送出経路Ｌ６１、Ｌ６２は合流して合流送出経路Ｌ６４となり、外部蒸気経路Ｌ１２にさらに合流される。図３（ａ）では、合流送出経路Ｌ６４の途中に、合流蒸気バルブ８６を備え、図３（ｂ）では、合流蒸気バルブ８６を省略した構成となっている。また、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１、１０２にはそれぞれ温水経路Ｌ４１、Ｌ４２より温水が供給される。
【００３３】
本実施形態では、装置起動時に冷起動かどうかを判断し、冷起動であると判断した時には、蒸気の導入元をさらに判断する。図４を用いて、本実施形態の制御フローを説明する。
【００３４】
図４では、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２起動時の蒸気導入モード実行処理について記載する。図４（ａ）は合流送出経路Ｌ６４に合流蒸気バルブ８６を設けた場合、図４（ｂ）は合流蒸気バルブ８６を省略した場合の実行処理を示す。
ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２の起動指令が出されると（Ｓ１１）、制御部５１は内部に設けられたタイマにより装置停止時からの経過時間を判断し（Ｓ１２）、あらかじめ設定した時間以上経過していた場合は冷起動と判断し、通常起動前に蒸気導入モードを実行する。経過時間があらかじめ設定した時間未満の場合は、通常起動と判断し、直ちに圧縮機を起動する（Ｓ１７）。
【００３５】
蒸気導入モードを実行する場合、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１が蒸気供給可能であるかどうかを判断する（Ｓ１３）。ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１が蒸気供給可能の場合、合流蒸気バルブ８６を設けた場合には、蒸気バルブ８２および蒸気バルブ８４を開制御し、合流蒸気バルブ８６を閉制御する（Ｓ１４）ことで、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１で生成した蒸気をヒートポンプ式蒸気生成装置１０２に導入することができるようになる。また、合流蒸気バルブ８６を設けない構成とした場合は、蒸気バルブ８２および蒸気バルブ８４を開制御する（Ｓ３４）。この場合、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１で生成した蒸気の量が十分であれば、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１で生成した蒸気がヒートポンプ式蒸気生成装置１０２に導入される。また、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１で生成した蒸気の量が不十分であったとしても、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１で生成した蒸気は外部蒸気経路Ｌ１２からの蒸気と合流して、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２に導入されるため、外部蒸気経路Ｌ１２のみから蒸気を導入した場合と比較して、外部蒸気の使用量を減らすことができる。蒸気導入モードが開始してから一定時間が経過すると（Ｓ１５）、制御部５１はヒートポンプ式蒸気生成装置１０２の加温が完了したと判断し、蒸気バルブ８４を閉制御して蒸気導入モードを終了する一方、合流蒸気バルブ８６を開制御してヒートポンプ式蒸気生成装置１０１から外部蒸気経路Ｌ１２への蒸気経路を再度確立する（Ｓ１６）。また、合流蒸気バルブ８６を設けない構成とした場合は、蒸気バルブ８４を閉制御する（Ｓ３６）。
【００３６】
ステップＳ１３において、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１が蒸気供給不可能の場合、蒸気バルブ８４および合流蒸気バルブ８６を開制御し、蒸気バルブ８２を閉制御する（Ｓ２４）。また、合流蒸気バルブ８６を設けない構成とした場合は、蒸気バルブ８４を開制御し、蒸気バルブ８２を閉制御する（Ｓ４４）。これにより、外部蒸気経路Ｌ１２から蒸気をヒートポンプ式蒸気生成装置１０２に導入することができるようになる。蒸気導入モードが開始してから一定時間が経過すると（Ｓ２５）、制御部５１はヒートポンプ式蒸気生成装置１０２の加温が完了したと判断し、蒸気バルブ８４および合流蒸気バルブ８６を閉制御した（Ｓ２６）後、圧縮機を起動する（Ｓ１７）。また、合流蒸気バルブ８６を設けない構成とした場合は、蒸気バルブ８４を閉制御した（Ｓ４６）後、圧縮機を起動する（Ｓ１７）。冷起動の判断および蒸気導入モード終了の判断には、第１の実施形態と同様、経過時間以外にも、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２内の温度や圧力を適宜用いてもよく、複数を組み合わせた条件を設定してもよい。本実施例では合流蒸気バルブ８６を閉制御とし、蒸気バルブ８２を閉制御としているが、例えば通常起動モード時に蒸気バルブ８２および合流蒸気バルブ８６の開度制御を行っている場合は、ただちに開度制御に移行してもよい。
【００３７】
この方法により、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１から蒸気供給が可能である場合、外部蒸気経路Ｌ１２からの蒸気を使用することなくヒートポンプ式蒸気生成装置１０２の昇温時間を短縮する事ができるため、効率をさらに高めることができる。
【００３８】
本実施形態において、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１からヒートポンプ式蒸気生成装置１０２に蒸気を供給する場合、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２に導入する蒸気量を考慮して、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１の出力を上げてもよい。このような制御を行うことで、外部蒸気経路Ｌ１２に供給される蒸気量を一定としたまま、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２を昇温することができる。また、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２から要求される蒸気量が明らかな場合は、その値をヒートポンプ式蒸気生成装置１０１の出力目標値に加算することで、より安定して蒸気生成システム２００、２１０全体の蒸気出力を制御することができる。この場合、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２の蒸気導入モード終了に伴い、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１の出力を元に戻してもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、ステップＳ１６、Ｓ２６、Ｓ３６、Ｓ４６にて蒸気バルブ８２、蒸気バルブ８４および合流蒸気バルブ８６の開閉制御を行っているが、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２起動前に、各バルブが蒸気生成システム２００内の圧力や温度に基づき開度制御されていた場合、もしくは通常起動時に各バルブが開度制御される場合は、直接開度制御に移行してもよい。
【００４０】
本システム構成の変形例として、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１の運転時しかヒートポンプ式蒸気生成装置１０２を起動しないなど、起動順が完全に定まっている場合、合流蒸気バルブ８６ではなく蒸気バルブ８２を省略して、蒸気バルブ８２の機能を合流蒸気バルブ８６と兼用してもよい。このような構成とすることで、より簡素な構成で複数台の並列制御を行うことが可能となる。
【００４１】
図４（ａ）の実施形態では、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２における蒸気導入モード実行時の蒸気供給元を送出経路Ｌ６１、外部蒸気経路Ｌ１２のいずれか一方を選択していたが、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０１が運転中である場合、蒸気バルブ８２、８４、および合流蒸気バルブ８６を全て開制御してもよい。この場合、送出経路Ｌ６１から供給される蒸気に応じて外部蒸気経路Ｌ１２から蒸気が導入されるか否かが自動的に決定するため、送出経路Ｌ６１から供給される蒸気量が不安定であっても、安定してヒートポンプ式蒸気生成装置１０２を昇温することができる。また、送出経路Ｌ６１から供給される蒸気量がヒートポンプ式蒸気生成装置１０２に導入される蒸気量を上回っていれば、蒸気バルブ８２、８４、および合流蒸気バルブ８６を全て開制御した場合でも、外部蒸気経路Ｌ１２に蒸気を供給しつつ、ヒートポンプ式蒸気生成装置１０２を昇温することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では２台並列接続の場合を例に挙げて紹介したが、３台以上が並列に接続されたシステム構成としてもよい。その場合、蒸気を供給するヒートポンプ式蒸気生成装置は任意の１台以上をあらかじめ設定してもよく、複数台で優先順位を設定してもよい。
【００４３】
また、本システムでは、蒸気導入モード完了後に通常起動として圧縮機２２を起動しているが、ここで定義する通常起動とは、蒸気導入モードを実施しない場合に設定されている運転制御であり、圧縮機２２の起動停止には限定されない。例えば、起動信号と同時に圧縮機２２を起動してもよく、蒸気導入モード実行中に圧縮機２２が起動するような制御としてもよい。  
【００４４】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できる。
【符号の説明】
【００４５】
１００、１０１、１０２  ヒートポンプ式蒸気生成装置
２００、２１０  蒸気生成システム
２０  ヒートポンプ部
２２  圧縮機
２４  凝縮器
２６  膨張機構
２８  蒸発器
４０  蒸気生成部
４２  水蒸気分離器
４４  排水バルブ
４６、８２、８４  蒸気バルブ
４７  第１圧力計
４８  第２圧力計
５０、５１  制御部
７０  蒸気利用設備
８６  合流蒸気バルブ
Ｐ２  給水ポンプ
Ｌ２  冷媒経路
Ｌ４、Ｌ４１、Ｌ４２  温水経路
Ｌ６、Ｌ６１、Ｌ６２  送出経路
Ｌ６４  合流送出経路
Ｌ８
Ｌ１０ａ  水循環経路
Ｌ１０ｂ  気液二相流経路
Ｌ１２  外部蒸気経路
Ｌ１４  排出経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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