(57)【要約】【課題】  余分な熱の生成を抑え、これによってシステムの運用コストの低減を図ることができる熱供給システムを提供すること。【解決手段】  温熱又は冷熱を生成するための熱源設備２と、熱源設備２からの熱搬送媒体が送給される送りヘッダ４と、熱負荷を循環した熱搬送媒体が戻る戻りヘッダ６と、送りヘッダ４と戻りヘッダ６との間に配設されたバイパス流路２４と、バイパス流路２４に配設されたバイパス制御弁３６と、送りヘッダ４と戻りヘッダ６との圧力差を検知するための差圧検知手段３２，３４，３８と、熱源設備２及びバイパス制御弁２６を作動制御するための作動制御手段３６とを備えた熱供給システム。作動制御手段３６は、差圧検知手段による検知差圧が第１所定値となるように熱源設備２を作動制御し、差圧検知手段による検知差圧が第２所定値を超えるとバイパス制御弁２６を開放する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温熱又は冷熱を生成するための熱源設備と、前記熱源設備からの熱搬送媒体が送給される送りヘッダと、前記送りヘッダから送給された後に熱負荷を循環して熱搬送媒体が戻る戻りヘッダと、前記送りヘッダと前記戻りヘッダとの間に配設されたバイパス流路と、前記バイパス流路に配設されたバイパス制御弁と、前記送りヘッダと前記戻りヘッダとの圧力差を検知するための差圧検知手段と、前記熱源設備及び前記バイパス制御弁を作動制御するための作動制御手段と、を備えた熱供給システムであって、
前記作動制御手段は、前記差圧検知手段による検知差圧が第１所定値となるように前記熱源設備を作動制御し、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第１所定値よりも大きい第２所定値を超えると前記バイパス制御弁を開き、前記第２所定値以下になると前記バイパス弁を閉じることを特徴とする熱供給システム。
【請求項２】
前記熱源設備は、温熱又は冷熱を生成する熱源機と、前記熱源機からの熱搬送媒体を送給するための供給ポンプと、前記供給ポンプから前記送りヘッダに送給される熱搬送媒体の流量を制御するための流量制御弁とを備え、前記作動制御手段は、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第１所定値となるように前記流量制御弁を作動制御することを特徴とする請求項１に記載の熱供給システム。
【請求項３】
前記熱源設備は、温熱又は冷熱を生成する熱源機と、前記熱源機からの熱搬送媒体を送給するための供給ポンプとを備え、前記作動制御手段は、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第１所定値となるように前記供給ポンプをインバータ制御することを特徴とする請求項１に記載の熱供給システム。
【請求項４】
前記差圧検知手段による検知差圧が前記第１所定値となるように前記熱源設備を作動制御し、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第２所定値を超えると前記バイパス制御弁を開き、前記第２所定値以下になると前記バイパス弁を閉じる第１制御モードと、前記差圧検知手段による差圧が第1所定値となるように前記熱源設備及び前記バイパス制御弁を作動制御する第２制御モードとに切換可能に構成され、前記作動制御手段は、熱負荷変動の小さいときには前記熱源設備及び前記バイパス制御弁を前記第１制御モードで作動制御し、熱負荷変動が大きいときには前記熱源設備及び前記バイパス制御弁を前記第２制御モードで作動制御することを特徴とする請求項１に記載の熱供給システム。
【請求項５】
前記熱源設備の作動制御に影響を与える特定パラメータを修正するためのパラメータ修正手段を更に備えており、熱負荷変動が大きくなると、前記パラメータ修正手段は前記特定パラメータを修正することを特徴とする請求項１に記載の熱供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地域冷暖房システムなどにおける熱供給を効率的に行うことができる熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地域冷暖房システムなどの熱供給システムでは、熱源設備にて生成された熱（温熱又は冷熱）が熱搬送媒体としての例えば水を介して熱消費機器（例えば、暖房機器、冷房機器、空調機器など）に搬送される。この熱供給システムでは、熱源設備からの熱搬送媒体は送りヘッダに送給され、送りヘッダから熱消費機器に送られる。そして、熱消費機器にて熱が消費された熱搬送媒体は戻りヘッダに戻り、この戻りヘッダから熱源設備に戻り、熱源設備にて熱（温熱又は冷熱）が付与される。
【０００３】
このような熱供給システムでは、熱消費機器に所望の熱量を供給するために、熱搬送媒体の送り圧力が所定値に保持される（換言すると、送りヘッダと戻りヘッダとの圧力差が設定値に保持される）ように構成されている。即ち、従来の熱供給システムでは、熱源設備は、熱を生成する熱源機、熱搬送媒体を供給するための供給ポンプ、及び熱搬送媒体の供給量を制御するための流量制御弁を備えており、また送りヘッダと戻りヘッダとの間にバイパス流路が設けられ、このバイパス流路にバイパス制御弁が設けられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この熱供給システムでは、熱消費機器における熱負荷の変動が小さいときには、流量制御弁を制御して熱搬送媒体の供給を制御し、この熱負荷の変動が大きいときには、流量制御弁による制御では対応困難となり、バイパス制御弁を制御して熱搬送媒体の供給を制御している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４１７３５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この従来の熱供給システムでは、熱負荷の急激な変動に対応可能なようにバイパス制御弁が常時開状態（数十パーセント程度開放された状態）に保持され、急激な熱変動に対応してバイパス制御弁が開閉制御される。しかし、このような熱供給システムでは、熱源設備（熱源機）は熱消費機器に搬送される熱搬送媒体の熱（流量）に加えて、バイパスを流れる熱搬送媒体の熱（流量）を供給しなければならず、余分な熱を供給しなければならない分だけ供給コスト（ポンプの初動コスト）が高くなり、これによって、システムの運用コストが増大するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、余分な搬送流量の供給を抑え、これによってシステムの運用コストの低減を図ることができる熱供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の熱供給システムは、温熱又は冷熱を生成するための熱源設備と、前記熱源設備からの熱搬送媒体が送給される送りヘッダと、前記送りヘッダから送給された後に熱負荷を循環して熱搬送媒体が戻る戻りヘッダと、前記送りヘッダと前記戻りヘッダとの間に配設されたバイパス流路と、前記バイパス流路に配設されたバイパス制御弁と、前記送りヘッダと前記戻りヘッダとの圧力差を検知するための差圧検知手段と、前記熱源設備及び前記バイパス制御弁を作動制御するための作動制御手段と、を備えた熱供給システムであって、
前記作動制御手段は、前記差圧検知手段による検知差圧が第１所定値となるように前記熱源設備を作動制御し、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第１所定値よりも大きい第２所定値を超えると前記バイパス制御弁を開き、前記第２所定値以下になると前記バイパス弁を閉じることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の熱供給システムでは、前記熱源設備は、温熱又は冷熱を生成する熱源機と、前記熱源機からの熱搬送媒体を送給するための供給ポンプと、前記供給ポンプから前記送りヘッダに送給される熱搬送媒体の流量を制御するための流量制御弁とを備え、前記作動制御手段は、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第１所定値となるように前記流量制御弁を作動制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の熱供給システムでは、前記熱源設備は、温熱又は冷熱を生成する熱源機と、前記熱源機からの熱搬送媒体を送給するための供給ポンプとを備え、前記作動制御手段は、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第１所定値となるように前記供給ポンプをインバータ制御することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の熱供給システムでは、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第１所定値となるように前記熱源設備を作動制御し、前記差圧検知手段による検知差圧が前記第２所定値を超えると前記バイパス制御弁を開き、前記第２所定値以下になると前記バイパス弁を閉じる第１制御モードと、前記差圧検知手段による差圧が第1所定値となるように前記熱源設備及び前記バイパス制御弁を作動制御する第２制御モードとに切換可能に構成され、前記作動制御手段は、熱負荷変動の小さいときには前記熱源設備及び前記バイパス制御弁を前記第１制御モードで作動制御し、熱負荷変動が大きいときには前記熱源設備及び前記バイパス制御弁を前記第２制御モードで作動制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の熱供給システムでは、前記熱源設備の作動制御に影響を与える特定パラメータを修正するためのパラメータ修正手段を更に備えており、熱負荷変動が大きくなると、前記パラメータ修正手段は前記特定パラメータを修正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の熱供給システムによれば、熱源設備からの熱搬送媒体を送給する送りヘッダと熱負荷からの熱搬送媒体が戻る戻りヘッダとの間にバイパス流路が設けられ、このバイパス流路にバイパス制御弁が配設されており、通常、差圧検知手段による検知差圧が第１所定値となるように熱源設備が作動制御されるので、バイパス制御弁が閉じた状態に保たれ、バイパス流路を通して送りヘッダから戻りヘッダに熱搬送媒体が実質上又はほとんど流れることがなく、これによって、搬送流量供給コストが抑えられ、システムの運用コストの低減を図ることができる。また、バイパス制御弁は、差圧検知手段による検知差圧が第２所定値を超えたときには開放されるので、送りヘッダの圧力が急激に上昇したときにはこのバイパス制御弁が開状態になり、バイパス流路を流れる熱搬送媒体の流量を調整することによって、送りヘッダの圧力を一定に保つことができ、熱負荷の急激な変動に対応することができる。バイパス制御弁が閉じた状態とは、閉状態又は僅かに開いている状態であって、熱搬送媒体が流れない又は流れたとしてもごく僅かに流れる状態をいう。また、熱源設備とは熱を生成する熱源機及び熱搬送媒体を供給する供給ポンプなどを含み、温熱を生成する場合、熱源機としてボイラなどが用いられ、冷熱を生成する場合、熱源機として冷凍機などが用いられる。尚、第１所定値として例えば３４３ｋｐａに、また第２所定値として、上記第１所定値よりも幾分高い例えば３４８ｋｐａに設定することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の熱供給システムによれば、熱源設備は、熱源機、供給ポンプ及び流量制御弁を備え、流量制御弁が開閉制御されるように構成されているので、流量制御弁の開閉制御によって差圧検知手段による検知差圧が第１所定値となるように制御され、流量制御弁の開閉制御とバイパス制御弁の開閉制御とによって、差圧検知手段による検知差圧が一定となるように調整される。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の熱供給システムによれば、熱源設備は、熱源機及び供給ポンプを備え、供給ポンプがインバータ制御されるように構成されているので、送りポンプの回転数がインバータ制御されて熱搬送媒体の供給量が調整され、これによって、差圧検知手段による検知差圧が第１所定値となるように制御され、供給ポンプのインバータ制御とバイパス制御弁の開閉制御とによって、差圧検知手段による検知差圧が一定となるように調整される。また、供給ポンプをインバータ制御することによって、供給ポンプからの熱搬送媒体の供給量を調整するための流量調整弁を省略することができ、システムの構成を簡単に、またその設備コストを低く抑えることができる。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の熱供給システムによれば、熱負荷の変動状態に応じて、熱源設備及びバイパス制御弁の制御が第１制御モードと第２制御モードに切換可能に構成されているので、制御モードを切り換えることによって、熱負荷の変動状態に充分に対応することができるとともに、システムの運用コストの低減を図ることができる。熱負荷変動が小さいときには、作動制御手段は第１制御モードによる制御を行い、この第１制御モードでは、検知差圧が第１所定値となるように熱源設備を制御し、またこの検知差圧が第２所定値を超えるとバイパス制御弁を開き、前記第２所定値以下になるとバイパス制御弁を閉じるので、急激な熱変動に対応可能としながらも、通常時のバイパス流路を通しての熱搬送媒体の流れを実際上無くしてシステムの運用コストの低減を図ることができる。また、熱負荷変動が大きいときには、作動制御手段は第２制御モードによる制御を行い、この第２制御モードでは、検知差圧が第１所定値となるように熱源設備及びバイパス制御弁を作動制御する（従って、バイパス制御弁は常時ある程度開いた状態に保持される）ので、急激な負荷変動に迅速に対応してこの検知差圧を一定に保持することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の熱供給システムによれば、熱源設備の作動制御に影響を与える特定パラメータ（例えば、ＰＩＤ制御パラメータ）を修正するためのパラメータ修正手段が設けられており、熱負荷変動が大きくなる（例えば、検知差圧値が増加する）と、パラメータ修正手段がこの特定パラメータを修正する（例えば、作動制御が速くなるように修正される）ので、バイパス制御弁の開閉制御を少なくして熱源設備による制御でもって熱負荷変動に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う熱供給システムの最良の実施形態について説明する。
第１の実施形態
まず、図１を参照して、本発明に従う熱供給システムの第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態の熱供給システムを簡略的に示すシステム図である。
【００１８】
図１において、図示の熱供給システムは熱を発生するための熱源設備２と、熱源設備２に関連して配設された送りヘッダ４及び戻りヘッダ６と、を備えている。熱源設備２は、熱を発生する熱源機、この形態では冷熱を発生する冷凍機８を備え、冷凍機８と送りヘッダ４とが送給流路１０を介して接続され、この冷凍器８と戻りヘッダ６とが戻り流路１２を介して接続されている。熱源設備２は、また、熱搬送媒体としての例えば水を供給するための供給ポンプ１４と、熱搬送媒体の流量を制御する流量制御弁１６とを有し、供給ポンプ１４及び流量制御弁１６が送給流路１０に配設されている。
【００１９】
送りヘッダ４からは供給ライン１８が延びており、この供給ライン１８に地域冷暖房に用いられる空調機２０ａ，２０ｂ、例えばビルの部屋、通路などを冷却するための空調機の流入側に接続される。また、空調機２０ａ，２０ｂの流出側には戻りライン２２が接続され、この戻りライン２２が戻りヘッダ６に接続されている。
【００２０】
このように構成されているので、冷凍機８にて発生した冷熱は、供給ポンプ１４により供給される熱搬送媒体により送給流路１０を通して送りヘッダ４に搬送され、送りヘッダ４に送給される熱搬送媒体の送給量が流量制御弁１６により制御される。送りヘッダ４に供給された熱搬送媒体は、供給ライン１８を通して空調機２０ａ，２０ｂに送給され、かかる空調機２０ａ，２０ｂにおいて冷熱が消費され、この冷熱を利用して周囲の空気が冷却される。そして、冷熱が消費された熱搬送媒体は、空調機２０ａ，２０ｂから戻りライン２２を通して戻りヘッダ６に戻り、戻り流路１２を通して冷凍機８に戻り、冷凍機８にて再び冷却された後に送りヘッダ４に送給される。熱搬送媒体は上述したようにして冷凍機８、送りヘッダ４、供給ライン１８、空調機２０ａ，２０ｂ、戻りライン２２及び戻りヘッダ６を通して循環され、冷凍機８の冷熱を利用して空気が冷房される。
【００２１】
この熱供給システムでは、送りヘッダ４と戻りヘッダ６とがバイパス流路２４を介して接続され、このバイパス流路２４にバイパス制御弁２６が配設されている。バイパス制御弁２６が開状態になると、送りヘッダ４内の熱搬送媒体がバイパス流路２４を通して戻りヘッダ６に送給され、このようにバイパス流路２４を通して熱搬送媒体を流すことによって、送りヘッダ４の圧力（換言すると、送りヘッダ４と戻りヘッダ６との間の差圧）が低下し、この圧力（即ち、上記差圧）を後述するように一定に保持することができる。
【００２２】
熱源設備２の流量制御弁１６及びバイパス制御弁２６は、マイコンなどから構成されるコントローラ３０によって開閉制御される。送りヘッダ４には第１圧力センサ３２が配設され、この第１圧力センサ３２は送りヘッダ４内の熱搬送媒体の圧力を検知する。また、戻りヘッダ６には第２圧力センサ３４が配設され、この第２圧力センサ３４は戻りヘッダ６内の熱搬送媒体の圧力を検知する。尚、この戻りヘッダ６内の圧力はシステムの構成上ほぼ一定値に保たれるようになる。第１及び第２圧力センサ３２，３４の検知信号はコントローラ３０に送給される。
【００２３】
この実施形態では、コントローラ３０は、作動制御手段３６、差圧演算手段３８、差圧比較手段４０及びメモリ４２を含んでいる。作動制御手段３６は流量制御弁１６及びバイパス制御弁２６などを作動制御する。差圧演算手段３８は第１圧力センサ３２及び第２圧力センサ３４の検知圧力の差圧を演算し、第１圧力センサ３２、第２圧力センサ３４及び差圧演算手段３６が差圧検知手段３８を構成する。また、差圧比較手段４０は差圧演算手段３８による差圧値と予め設定された所定値とを比較する。メモリ４２には、流量制御弁１６の制御の基準となる第１所定値（例えば、３４３ｋｐａ）とバイパス制御弁２６の制御の基準となる第２所定値（例えば、３４８ｋｐａ）とが登録されており、差圧比較手段４０は差圧演算手段３８による差圧値と第１及び第２所定値とを比較する。バイパス制御弁２６の制御の基準となる第２所定値は、流路制御弁１６の制御の基準となる第１所定値よりも大きい値に設定され、この実施形態では、第２所定値が第１所定値よりも例えば５ｋｐａ大きく設定されている。送りヘッダ４と戻りヘッダ６との差圧値が第１所定値付近では流量制御弁１６の開閉によって差圧値が調整され、その差圧値が第２所定値を超えると流量制御弁及びバイパス制御弁２６の開閉によって差圧値が調整される。
【００２４】
次に、上述した熱供給システムの作用について説明する。空調機２０ａ，２０ｂにおける熱負荷がほぼ一定である（即ち、熱負荷の変動が小さい）ときには、送りヘッダ４から供給ライン１８を通してほぼ一定量の熱搬送媒体が供給される。このような供給状態において、熱負荷が変動すると冷熱の消費も変動し、例えば熱負荷が小さく（又は大きく）なると、冷熱の消費が少なく（又は多く）なって送りヘッダ４の熱搬送媒体の圧力、即ち第１圧力センサ３２の検知圧力が上昇（又は低下）するようになる。戻りヘッダ６の熱搬送媒体の圧力、即ち第２圧力センサ３４の検知圧力はほぼ一定に保たれているので、このように送りヘッダ４の圧力が上昇（又は低下）すると、差圧演算手段３８の差圧値が大きく（又は小さく）なり、差圧比較手段４０はこの差圧演算値と第１及び第２所定値とを比較するようになる。この比較においては、差圧演算値が第１所定値より大きく（又は小さく）、作動制御手段３６は開度が小さく（又は大きく）なるように流量制御弁１６を作動制御し、熱源設備２からの熱搬送媒体の供給量が少なく（又は多く）なる。かくすると、送りヘッダ４の圧力が低下（又は上昇）し、送りヘッダ４と戻りヘッダ６の圧力差が第１所定値に近づき、この第１所定値、例えば３４３ｋｐａに保たれる。
【００２５】
また、熱負荷が急激に減少側に変動すると冷熱の消費も急激に変動し、送りヘッダ４の熱搬送媒体の圧力（第１圧力センサ３２の検知圧力）も急激に上昇するようになる。かくすると、上述した流量制御弁１６による開閉制御では対応することができず、流量制御弁１６による制御にかかわらず、差圧演算手段３８の差圧値が大きくなり、その差圧値が第２所定値を超えるようになる。かくすると、作動制御手段３６がバイパス制御弁２６を開放し、送りヘッダ４の熱搬送媒体がバイパス流路２４を通して戻りヘッダ６に流れ、これによって、送りヘッダ４の圧力上昇が抑えられ、送りヘッダ４と戻りヘッダ６の圧力差が第２所定値に近づくようになる。そして、上記差圧値が第２所定値まで低下すると、バイパス制御弁３６が閉状態となり、その後、流量制御弁１６による制御となり、上記差圧値が第１所定値となるように作動制御される。
【００２６】
この熱供給システムでは、上述したように、熱変動が小さいときには流量制御弁１６の開閉制御によって、送りヘッダ４と戻りヘッダ６との間の差圧が第１所定値となるように維持される。このときには、バイパス制御弁２６が閉状態に保持され、バイパス流路２４を通して熱搬送媒体が実質上流れることがなく、このシステムの運転効率を高め、その運用コストの低減を図ることができる。
【００２７】
第２の実施形態
次に、図２を参照して、本発明に従う熱供給システムの第２の実施形態について説明する。図２は、第２の実施形態の熱供給システムを簡略的に示すシステム図である。尚、以下の実施形態において、第１の実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００２８】
図２において、図示の熱供給システムの熱源設備２Ａは、熱源機としての冷凍機８ａ〜８ｅを５台備えているとともに、各冷凍機８ａ〜８ｅに対応して、供給ポンプ１４ａ〜１４ｅ及び流量制御弁１６ａ〜１６ｅが設けられている。各冷凍機８ａ〜８ｅは冷熱を生成し、冷凍機８ａ〜８ｅにて冷却された熱搬送媒体は供給ポンプ１４ａ〜１４ｅの作用によって送りヘッダ４に送給され、この送りヘッダ４から供給ライン１８を介して空調機２０ａ，２０ｂに送給される。そして、空調機２０ａ，２０ｂからの熱搬送媒体は戻りライン２２を介して戻りヘッダ６に戻り、この戻りヘッダ６から各冷凍機８ａ〜８ｅに戻る。
【００２９】
この第２の実施形態では、コントローラ３０は、流量制御弁１６ａ〜１６ｅを作動制御するとともに、バイパス流路２４に設けられたバイパス制御弁２６を作動制御する。即ち、コントローラ３０は、第１の実施形態と同様に、作動制御手段３６、差圧演算手段３８、差圧比較手段４０及びメモリ４２を含んでおり、作動制御手段３６は流量制御弁１６ａ〜１６ｅを負荷配分制御するとともに、バイパス制御弁２６を開閉制御する。また、差圧演算手段３８は送りヘッダ４に設けられた第１圧力センサ３２と戻りヘッダ６に設けられた第２圧力センサ３４との検知圧力の差圧を演算し、差圧比較手段４０は差圧演算手段３８による差圧値と予め設定された所定値（即ち、第１所定値及び第２所定値）とを比較する。この第２の実施形態におけるその他の構成は、上述した第１の実施液体と実質上同一である。
【００３０】
この第２の実施形態においても、熱負荷の変動が小さいときには、流量制御弁１６ａ〜１６ｅが作動制御されて冷凍機８ａ〜８ｅから送りヘッダ４に送給される熱搬送媒体の供給量が制御され、これによって、送りヘッダ４と戻りヘッダ６との間の差圧が第１所定値に近づき、この第１所定値になるように保たれる。
【００３１】
また、熱負荷が急激に変動したとき（換言すると、送りヘッダ４と戻りヘッダ６との差圧が第２所定値を超えるとき）には、流量制御弁１６ａ〜１６ｅに加えてバイパス制御弁２６も作動制御され、このバイパス制御弁２６が開放される。従って、送りヘッダ４の熱搬送媒体がバイパス流路２４を通して戻りヘッダ６に流れ、これによって、送りヘッダ４の圧力上昇が抑えられ、送りヘッダ４と戻りヘッダ６の圧力差が第２所定値に近づくようになる。そして、上記差圧値が第２所定値まで低下すると、バイパス制御弁２６が閉状態となり、その後、流量制御弁１６ａ〜１６ｅの開閉制御により、上記差圧値が第１所定値となるように作動制御される。このように、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様の効果が達成される。
【００３２】
尚、この第２の実施形態では、空調機２０ａ，２０ｂの熱負荷が大きくなると、冷凍機８ａ〜８ｅの運転台数が多くなる一方、それらの熱負荷が小さくなると、冷凍機８ａ〜８ｅの運転台数が少なくなり、熱負荷の変動によって、冷凍機８ａ〜８ｅの運転台数も制御される。
【００３３】
この第２の実施形態では、熱源設備２Ａが５台の冷凍機８ａ〜８ｅを備えているが、これに限定されず、２〜４台、又は６台以上の冷凍機を備えるようにしてもよい。
第３の実施形態
次に、図３を参照して、本発明に従う熱供給システムの第３の実施形態について説明する。図３は、第３の実施形態の熱供給システムを簡略的に示すシステム図である。
【００３４】
図３において、図示の熱供給システムの熱源設備２Ｂは、熱源機としての冷凍機８ａ〜８ｃと、供給ポンプ１４ａ〜１４ｃと、流量制御弁１６ａ〜１６ｃとを備え、冷凍機８ａ〜８ｃからの熱搬送媒体が供給ポンプ１４ａ〜１４ｃによって送りヘッダ４に送給され、かく送給される熱搬送媒体の送給量が流量制御弁１６ａ〜１６ｃによって制御される。また、送りヘッダ４と戻りヘッダ６との間に設けられたバイパス流路２４にバイパス制御弁２６が設けられている。流量制御弁１６ａ〜１６ｃ及びバイパス制御弁２６は、コントローラ３０Ｂによって後述する如く作動制御される。
【００３５】
第３の実施形態におけるコントローラ３０Ｂは、作動制御手段３６、差圧演算手段３８、差圧比較手段４０Ｂ及びメモリ４２Ｂに加えて、モード切換手段５２及び計時手段５４を含んでいる。この形態では、コントローラ３０Ｂによる制御が第１制御モードと第２制御モードとに切換可能に構成され、モード切換手段５２により制御モードが切り換えられる。第１制御モードにおいては、作動制御手段３６は流量制御弁１６ａ〜１６ｃ及びバイパス制御弁２６を第２の実施形態と同様に制御し、送りヘッダ４と戻りヘッダ６との間の差圧が第１所定値となるように流量制御弁１６ａ〜１６ｃを開閉制御し、この差圧が第２所定値を超えるとバイパス制御弁２６を開放し、第２所定値以下になるとバイパス制御弁２６を開じる。また、第２制御モードにおいては、作動制御手段３６は流量制御弁１６ａ〜１６ｃ及びバイパス制御弁２６を従来と同様に制御し、バイパス制御弁２６をある程度開状態に保持した状態（例えば、数十パーセント程度常時開放する）において送りヘッダ４と戻りヘッダ６との間の差圧が第１所定値となるように流量制御弁１６ａ〜１６ｃ及びバイパス制御弁２６を開閉制御する。また、メモリ４２Ｂには、制御の基準となる差圧値（第１所定値、第２所定値）が登録されているとともに、コントローラ３０Ｂによる制御の運転スケジュールが登録されている。この運転スケジュールは、熱負荷の変動が大きい時間帯、例えば朝夕の特定時間帯（例えば、午前６〜９時、午後５〜１０時）については第２制御モードにより運転され、熱負荷の変動の小さい時間帯、例えば朝夕の上記特定時間帯を除く時間帯については第１制御モードで運転されるように設定される。第３の実施形態におけるその他の構成は、上述した第２の実施形態と実質上同一である。
【００３６】
この第３の実施形態における制御は、次の通りとなる。即ち、計時手段５４による計時時刻が特定時間帯になると、モード切換手段５２は制御モードを第２制御モードに切り換え、作動制御手段３６は流量制御弁１６ａ〜１６ｃ及びバイパス制御弁２６を第２制御モードで開閉制御し、急激な熱負荷変動に充分対応して送りヘッダ４と戻りヘッダとの差圧を第１所定値に維持することができる。また、計時時刻が特定時間帯から外れると、モード切換手段５２は制御モードを第１制御モードに切り換え、作動制御手段３６は流量制御弁１６ａ〜１６ｃ及びバイパス制御弁２６を第１制御モードで開閉制御し、バイパス流路２４を通しての熱搬送媒体の無駄な流れを抑えながら熱負荷変動に対応して上記差圧を第１所定値に維持することができる。
【００３７】
尚、上述した実施形態では、設定された運転スケジュールに沿って単に制御モードを切り換えているが、このような構成に代えて、運転スケジュールの設定に学習機能を持たせるようにしてもよい。例えば、特定運転日において熱負荷変動の時間帯が変化した場合、特定運転日の翌日の運転スケジュールを設定する際に、この特定運転日における運転状態を考慮して運転スケジュールを設定するようにしてもよく、このように学習機能を持たせることによって、流量制御弁１６ａ〜１６ｃ及びバイパス制御弁２６を実際の熱負荷状態に即して開閉制御することができる。
【００３８】
第４の実施形態
次に、図４を参照して、本発明に従う熱供給システムの第４の実施形態について説明する。図４は、第４の実施形態の熱供給システムの制御系を簡略的に示すシステムブロック図である。この第４の実施形態では、流量制御弁の開閉制御に影響を与えるパラメータ（変数）が熱負荷変動によって変更されるように構成されている。
【００３９】
図４において、第４の実施形態におけるコントローラ３０Ｃは、作動制御手段３６、差圧演算手段３８及び差圧比較手段４０に加えて、差圧差演算手段６２及びパラメータ修正手段６４を備えている。差圧差演算手段６２は、送りヘッダと戻りヘッダとの間の差圧（即ち、第１圧力センサ３２と第２圧力センサ３４との検知圧力の圧力値差）と第１所定値（流量制御弁１６ａ〜１６ｃの開閉制御の基準となる所定差圧値）との変圧差を演算し、パラメータ修正手段６４は、差圧差演算手段６２による演算値に基づいて、流量制御弁１６ａ〜１６ｃの開閉制御に影響を与える特定パラメータ（例えば、ＰＩＤ制御パラメータ）（特定制御変数）を変更する。例えば、熱負荷が急激に減少（又は増大）すると、送りヘッダの圧力、即ち第１圧力センサ３２の検知圧力が急に上昇（又は低下）し、送りヘッダと戻りヘッダの差圧、即ち第１圧力センサ３２と第２圧力センサ３４の検知圧力差（即ち、差圧演算手段３８による演算値）が大きく（又は小さく）なる。かくすると、差圧差演算手段６２はこの検知圧力差と第１所定値との差を演算し、その差が所定設定値より大きく（又は小さく）なると、パラメータ修正手段６４は特定パラメータ（特定制御変数）を急激に動作する側（又は緩やかに動作する側）に修正し、修正された特定パラメータ値（特定制御変数値）を流量制御弁１６ａ〜１６ｃの開閉制御のパラメータ値（変数値）として設定する。このように特定パラメータ値を修正することによって、熱負荷変動に対する対応をできる限り流量制御弁１６ａ〜１６ｃで対応することができる。尚、特定パラメータの修正を１段で行うようにしてもよいが、その修正を複数段で行うようにしてもよい。
【００４０】
第５の実施形態
次に、図５を参照して、本発明に従う熱供給システムの第５の実施形態について説明する。図５は、第５の実施形態の熱供給システムを簡略的に示すシステム図である。
【００４１】
図５において、この第５の実施形態では、熱搬送媒体を供給するための供給ポンプ１４ａ〜１４ｃがインバータ制御され、その回転数が制御されるように構成されている。このように作動制御手段３６Ｅによって供給ポンプ１４ａ〜１４ｃの回転数をインバータ制御することによっても、冷凍機８ａ〜８ｃから送りヘッダ４への流量制御弁を制御することができ、このように構成したした場合に、第１〜第４の実施形態で用いた流量制御弁を省略することができる。
【００４２】
また、この実施形態では、送りヘッダ４に圧力を検知する圧力センサ３２Ｅが設けられ、この圧力センサ３２Ｅの検知圧力を利用して送りヘッダ４と戻りヘッダ６との差圧を間接的に検知している。戻りヘッダ６の圧力は熱負荷の変動に関係なくほぼ一定値に保たれており、このようなことから送りヘッダ４の圧力からこの一定値を減算することにより上記差圧を間接的に演算することができ、コントローラ３０Ｅの差圧演算手段３８Ｅは上述したようにして上記差圧を間接的に演算する。
【００４３】
第５の実施形態におけるその他の構成は、上述した第３の実施形態と実質上同一であり、このような構成の熱供給システムにおいても上述したと同様の作用効果が達成される。
【００４４】
以上、本発明に従う熱供給システムの各種実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００４５】
例えば、上述した実施形態では、差圧検出手段による差圧が第２所定値以下になるとバイパス制御弁を閉じて熱搬送媒体が流れないようにしているが、このバイパス制御弁を僅かに開いている状態にして熱搬送媒体がごく僅かに流れるようにしても同様の効果が達成される。
【００４６】
また、例えば、上述した実施形態では、熱源機として冷熱を発生する冷凍機を備え、発生した冷熱を搬送する熱供給システムに提供して説明したが、このような形態のものに限定されず、熱源機として温熱を発生するボイラを備え、発生した温熱を搬送する熱供給システムにも同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
このような熱供給システムは、地域冷暖房システムにおける熱搬送システムに適用することができ、冷房用に用いる冷熱、また暖房用に用いる温熱の熱負荷への供給を無駄なく、熱変動に対応して供給することができる。特に、通常時の運転においては、バイパス弁が閉状態に保たれ、バイパス流路を通しての熱搬送媒体の流れがないので、熱搬送媒体の無駄な流れがなく、システムの運転効率を高めるとともに、その運用コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１の実施形態の熱供給システムを簡略的に示すシステム図である。
【図２】第２の実施形態の熱供給システムを簡略的に示すシステム図である。
【図３】第３の実施形態の熱供給システムを簡略的に示すシステム図である。
【図４】第４の実施形態の熱供給システムの制御系を簡略的に示すシステムブロック図である。
【図５】第５の実施形態の熱供給システムを簡略的に示すシステム図である。
【符号の説明】
【００４９】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｅ  熱源設備
４  送りヘッダ
６  戻りヘッダ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ  冷凍機
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ  供給ポンプ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ  流量制御弁
２０ａ，２０ｂ  空調機
２４  バイパス流路
２６  バイパス弁
３０，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｅ  コントローラ
３２  第１圧力センサ
３４  第２圧力センサ
３６，３６Ｅ  作動制御手段
３８，３８  差圧演算手段
【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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