(57)【要約】【課題】冷凍機からの排熱の効率的な利用を図り、しかも、排熱利用のために循環させる冷却水の流量抵抗の増加を抑えることができる排熱利用システムを提供する。【解決手段】排熱利用ユニット１２，１３にバイパス経路５２，５３を設け、このバイパス経路５２，５３が、冷却水経路３２，３３から分流し、冷却塔４２，４３を経由せず、冷却水経路３２，３３に合流する構成とする。そして、このバイパス経路３２，３３の途中に、排熱を回収するための熱交換器８２，８３を設ける。すなわち、熱交換器８２，８３を、バイパス経路３２，３３の途中に設けることにより、冷却塔４２，４３と並列に接続する。そして、入口側温度センサ３２ｃ，３３ｃからの信号に基づき、入口側温度が入口側設定温度となるように、自動的に電動三方弁６２，７２，６３，７３によるバイパス経路５２，５３への冷却水の分流を行う。【選択図】      図１
2007051835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍機からの排熱を利用するための排熱利用システムにおいて、
前記冷凍機の凝縮器に供給される冷却水の経路であって冷却塔を経由する冷却水経路に、冷却塔を経由しないバイパス経路を設け、当該バイパス経路に、排熱利用のための熱交換器を設けたことを特徴とする排熱利用システム。
【請求項２】
冷凍機からの排熱を利用するための排熱利用システムにおいて、
前記冷凍機と、
前記冷凍機の凝縮器に冷却水を供給し、当該冷却水を循環させるポンプを備えた冷却水経路と、
前記冷却水経路に設けられ、前記冷却水を冷却するための冷却塔と、
前記冷却水経路から分流し、前記冷却塔を経由せず、前記冷却水経路に合流するバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられ、前記排熱を利用するための熱交換器と
を具備する排熱利用ユニットを備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項３】
冷凍機からの排熱を利用するための排熱利用システムにおいて、
前記冷凍機と、
前記冷凍機の凝縮器に冷却水を供給し、当該冷却水を循環させるポンプを備えた冷却水経路と、
前記冷却水経路に設けられ、前記冷却水を冷却するための冷却塔と、
前記冷却水経路から分流し、前記冷却塔を経由せず、前記冷却水経路に合流するバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられ、前記排熱を利用するための熱交換器と
前記バイパス経路への分流を可能にする電動弁と、
前記冷却水経路における前記凝縮器への入口側に設けられ、前記入口側における前記冷却水の温度である入口側温度を計測する入口側温度センサと、
前記入口側温度センサにて計測される前記入口側温度が予め設定される入口側設定温度となるように、前記電動弁を制御する制御手段と
を具備する排熱利用ユニットを備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項４】
請求項３に記載の排熱利用システムにおいて、
前記排熱利用ユニットは、さらに、
前記冷却水経路における前記凝縮器からの出口側に設けられ、前記出口側における前記冷却水の温度である出口側温度を計測する出口側温度センサと、
前記出口側温度センサにて計測される前記出口側温度が、前記入口側温度に対して一定値を加算した出口側設定温度となるように、前記ポンプを介して冷却水の流量を制御する流量制御手段とを具備してなることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の排熱利用システムにおいて、
前記排熱利用ユニットを複数台備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項６】
請求項５に記載の排熱利用システムにおいて、
前記複数台の排熱利用ユニットは、前記入口側設定温度が相対的に高い温度に設定される高温設定モード、又は、前記入口側設定温度が相対的に低い温度に設定される低温設定モードのいずれかで運転されることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項７】
請求項６に記載の排熱利用システムにおいて、
前記低温設定モードで運転される排熱利用ユニットは、前記高温設定モードで運転される排熱利用ユニットを補助すべく、必要に応じて運転されることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
前記排熱利用ユニットは、前記入口側設定温度を調整することにより、排熱利用よりも冷却を優先する冷却モードで運転可能であることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項９】
請求項８に記載の排熱利用システムにおいて、
前記入口側設定温度は、前記冷却モードで運転する場合、外気湿球温度計側値を用いて調整されることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項１０】
請求項３乃至９のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
前記冷却塔は、冷却水の冷却を促進するための冷却ファンを備えており、
前記制御手段は、前記入口側温度センサにて計測される前記入口側温度が予め設定される入口側設定温度となるように、前記電動弁と共に、前記冷却ファンを制御することを特徴とする排熱利用システム。
【請求項１１】
請求項２乃至１０のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
前記排熱利用ユニットは、起動時において、前記冷却水のすべてが前記バイパス経路を経由するように運転されることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項１２】
請求項２乃至１１のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
少なくとも前記冷凍機、前記冷却水経路及び前記冷却塔を具備し、前記熱交換器を具備しない冷却専用ユニットを備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
前記熱交換器で得られる熱を利用して、給湯のための加熱を行うことを特徴とする排熱利用システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の排熱利用システムにおいて、
前記給湯のための加熱を行う構成は、前記熱交換器で得られる熱を蓄積して給湯予熱を行うための一次加熱タンクを具備してなることを特徴とする排熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機からの排熱を利用するための排熱利用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷房設備を実現するための冷凍機には、例えば圧縮式の冷凍サイクルで運転されるものがある。具体的には、圧縮機を介して冷媒を高温高圧の気体とし、凝縮器を介して冷媒を低温高圧の液体とし、膨張弁を介して冷媒を低温低圧の液体とし、蒸発器を介して冷媒を高温低圧の気体とする、というサイクルを繰り返す。そして、蒸発器による冷媒の気化潜熱により、冷却を行う。
【０００３】
この場合、例えば水冷式の冷凍機では、上記凝縮器に冷却水を供給して排熱を行う構成となっている。この冷却水は、冷却塔を経由する冷却水経路を循環する。そして、冷却水は、上記冷却塔によって冷却され、すなわち、冷凍機からの排熱が大気中へ放出される。
【０００４】
ところで、近年、このような冷凍機からの排熱を有効利用しようとする技術も考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１２１０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記技術では、冷却塔を経由する冷却水経路の途中に、熱交換器を具備する構成となっている。つまり、冷却水経路に直列に、冷却塔及び熱交換器が設けられているのである。
【０００６】
そのため、冷却塔だけの場合と比較して、冷却水の流量抵抗が、熱交換器を設けた分だけ大きくなってしまう。また、冷却水は冷却塔を必ず経由して循環するため、冷却水温度が下がり、熱交換器にて得られる熱量が小さくなってしまい、排熱の効率的利用が阻害されるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、冷凍機からの排熱を利用する際、排熱の効率的な利用を図り、しかも、排熱利用のために循環させる冷却水の流量抵抗の増加を抑えることができる排熱利用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】
【０００８】
以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。尚、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。
【０００９】
手段１．冷凍機からの排熱を利用するための排熱利用システムにおいて、
前記冷凍機の凝縮器に供給される冷却水の経路であって冷却塔を経由する冷却水経路に、冷却塔を経由しないバイパス経路を設け、当該バイパス経路に、排熱利用のための熱交換器を設けたことを特徴とする排熱利用システム。
【００１０】
手段１では、冷却塔を経由する冷却水経路に、冷却塔を経由しないバイパス経路が設けられている。そして、当該バイパス経路に、排熱利用のための熱交換器が設けられている。つまり、冷却塔を経由する経路からの分流が可能となっており、冷却塔と並列に熱交換器が設けられている。そのため、冷却塔経由の流量と熱交換器経由の流量との和が全体の流量となり、熱交換器を設けたとしても、直列に設けた場合と異なり、単純に熱交換器の分だけ流量抵抗が増加することはない。したがって、流量抵抗の増加を抑えることができる。
【００１１】
また、バイパス経路への分流の割合を調整することにより、冷却水温度が調整でき、効率的な排熱利用が実現される。すなわち、バイパス経路への分流の割合を大きくすれば、冷却塔経由の流量が小さくなるため、冷却水温度は上昇し、排熱の効率的な利用が図られる。もちろん、冷却水温度が上昇することで冷凍機の冷却能力（成績係数）は低下するが、排熱が効率的に利用されるため、全体としてみれば、エネルギーの効率的利用が図られる。
【００１２】
このように手段１によれば、排熱の効率的な利用を図ることができ、しかも、冷却水の流量抵抗の増加を抑えることができる。
【００１３】
なお、上記「冷却塔を経由しないバイパス経路」とあるのを「冷却塔を経由せず、かつ、冷却塔からの冷却水が通過することのないバイパス経路」としてもよい。凝縮器から冷却塔へ向かう冷却水を分流する趣旨だからである。また、次に示すように、排熱利用ユニットを備える排熱利用システムとして実現することもできる。
【００１４】
手段２．冷凍機からの排熱を利用するための排熱利用システムにおいて、
前記冷凍機と、
前記冷凍機の凝縮器に冷却水を供給し、当該冷却水を循環させるポンプを備えた冷却水経路と、
前記冷却水経路に設けられ、前記冷却水を冷却するための冷却塔と、
前記冷却水経路から分流し、前記冷却塔を経由せず、前記冷却水経路に合流するバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられ、前記排熱を利用するための熱交換器と
を具備する排熱利用ユニットを備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【００１５】
手段２に記載の排熱利用システムは、排熱利用ユニットを備えている。排熱利用ユニットは、冷凍機と、冷却水経路と、冷却塔と、バイパス経路と、熱交換器とを具備する。
【００１６】
冷却水経路は、冷凍機の凝縮器に冷却水を供給する。そして、冷却水を循環させるポンプを備えている。冷却塔は、冷却水経路に設けられ、冷却水を冷却するためのものである。バイパス経路は、冷却水経路から分流し、冷却塔を経由せず、冷却水経路に合流する。ここで、排熱を利用するための熱交換器が、このバイパス経路に設けられている。
【００１７】
つまり、上記構成と同様、冷却塔を経由する経路からの分流が可能となっており、冷却塔と並列に熱交換器が設けられている。そのため、熱交換器を直列に設けた場合と異なり、単純に熱交換器の分だけ流量抵抗が増加することはない。したがって、流量抵抗の増加を抑えることができる。また、バイパス経路への分流の割合を調整することにより、冷却水温度が調整できる。したがって、手段２によれば、排熱の効率的な利用を図ることができ、しかも、冷却水の流量抵抗の増加を抑えることができる。
【００１８】
なお、上述したように排熱の効率的に利用すると、冷却水温度が上昇し、冷凍機の冷却能力（成績係数）が低下する。そこで、「前記排熱利用ユニットを複数台備えること」としてもよい。このようにすれば、各排熱利用ユニットでそれぞれ冷却水温度を設定することにより、要求される冷却能力を確保しつつ、排熱を効率的に利用することができる。また、この場合、必要に応じて運転される（常時運転されない）ユニットを用意しておき、常時運転されるユニットと定期的に切り換えることにより、システム全体の寿命を長くすることができる。
【００１９】
また、上記手段１と同様に、「冷却水経路から分流し、前記冷却水経路を経由せず、前記冷却水経路に合流するバイパス経路」とあるのを「冷却水経路から分流し、前記冷却水経路を経由せず、前記冷却水経路に合流するバイパス経路であって、前記冷却塔からの冷却水が通過することのないバイパス経路」としてもよい。
【００２０】
手段３．冷凍機からの排熱を利用するための排熱利用システムにおいて、
前記冷凍機と、
前記冷凍機の凝縮器に冷却水を供給し、当該冷却水を循環させるポンプを備えた冷却水経路と、
前記冷却水経路に設けられ、前記冷却水を冷却するための冷却塔と、
前記冷却水経路から分流し、前記冷却塔を経由せず、前記冷却水経路に合流するバイパス経路と、
前記バイパス経路に設けられ、前記排熱を利用するための熱交換器と
前記バイパス経路への分流を可能にする電動弁と、
前記冷却水経路における前記凝縮器への入口側に設けられ、前記入口側における前記冷却水の温度である入口側温度を計測する入口側温度センサと、
前記入口側温度センサにて計測される前記入口側温度が予め設定される入口側設定温度となるように、前記電動弁を制御する制御手段と
を具備する排熱利用ユニットを備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【００２１】
手段３に記載の排熱利用システムは、排熱利用ユニットを備えている。排熱利用ユニットは、上記手段２と同様、冷凍機と、冷却水経路と、冷却塔と、バイパス経路と、熱交換器とを具備する。そして、手段３ではさらに、電動弁と、入口側温度センサと、制御手段とを具備している。
【００２２】
電動弁は、上記バイパス経路への分流を可能にする。このような電動弁は、三方弁あるいは二方弁で構成することができる。さらに、電動弁は、冷却水のバイパス経路への分流地点及びバイパス経路からの合流地点に配置することが考えられる。また、入口側温度センサは、冷却水経路における凝縮器への入口側に設けられ、入口側における冷却水の温度である入口側温度を計測する。そして、計測される入口側温度が予め設定される入口側設定温度となるように、制御手段によって、電動弁が制御される。
【００２３】
手段３によれば、入口側設定温度を設定しておくことにより、自動的に電動弁が制御され、バイパス経路への分流の割合が調整でき、冷却水温度が調整できる。したがって、排熱の効率的な利用が容易に実現される。もちろん、上記構成と同様、冷却塔と並列に熱交換器が設けられているため、熱交換器を直列に設けた場合と異なり、流量抵抗の増加を抑えることができる。
【００２４】
また、この場合、入口側温度がほぼ一定に制御されるため、入口側温度が高く、あるいは、低くなりすぎることによって、冷凍機の限界を越えてしまうことがなく、冷凍機の安定した動作を実現することができる。
【００２５】
手段４．手段３に記載の排熱利用システムにおいて、
前記排熱利用ユニットは、さらに、
前記冷却水経路における前記凝縮器からの出口側に設けられ、前記出口側における前記冷却水の温度である出口側温度を計測する出口側温度センサと、
前記出口側温度センサにて計測される前記出口側温度が、前記入口側温度に対して一定値を加算した出口側設定温度となるように、前記ポンプを介して冷却水の流量を制御する流量制御手段とを具備してなることを特徴とする排熱利用システム。
【００２６】
手段４によれば、出口側温度センサが、冷却水経路における凝縮器からの出口側に設けられており、出口側における冷却水の温度である出口側温度を計測する。そして、計測される出口側温度が、入口側温度に対して一定値を加算した出口側設定温度となるように、流量制御手段によって、ポンプを介して冷却水の流量が制御される。したがって、出口側温度が一定となるため、熱交換器による安定した熱量の取り出しが図られる。また、流量が小さくなれば、流量抵抗が小さくなる。その結果、流量抵抗の抑制に寄与する。
【００２７】
手段５．手段３又は４に記載の排熱利用システムにおいて、
前記排熱利用ユニットを複数台備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【００２８】
手段５によれば、複数台の排熱利用ユニットを備えているため、各排熱利用ユニットでそれぞれ入口側温度を設定することにより、要求される冷却能力を確保しつつ、排熱の効率的な利用を図ることができる。また、この場合、必要に応じて運転されるユニットを用意しておき、常時運転されるユニットと定期的に切り換えることにより、システム全体の寿命を長くすることができる。
【００２９】
手段６．手段５に記載の排熱利用システムにおいて、
前記複数台の排熱利用ユニットは、前記入口側設定温度が相対的に高い温度に設定される高温設定モード、又は、前記入口側設定温度が相対的に低い温度に設定される低温設定モードのいずれかで運転されることを特徴とする排熱利用システム。
【００３０】
手段６によれば、複数台の排熱利用ユニットが、高温設定モード又は低温設定モードのいずれかで運転される。高温側設定モードでは、入口側設定温度が相対的に高い温度に設定され、排熱回収効率が高い。一方、低温設定モードでは、入口側設定温度が相対的に低い温度に設定され、高温設定モードと比べて、排熱回収効率が低くなるものの、冷却能力が高くなる。このようなモードを導入して排熱利用ユニットを運転することにより、排熱利用ユニットの制御が簡単になり、種々の運転形態に対応することが可能となる。
【００３１】
手段７．手段６に記載の排熱利用システムにおいて、
前記低温設定モードで運転される排熱利用ユニットは、前記高温設定モードで運転される排熱利用ユニットを補助すべく、必要に応じて運転されることを特徴とする排熱利用システム。
【００３２】
手段７によれば、低温設定モードで運転される排熱利用ユニットが必要に応じて運転されるため、当該排熱利用ユニットの寿命が長くなる。したがって、運転モードを定期的に切り換えることによって、システム全体の寿命を長くすることができる。また、低温設定モードで運転される排熱利用ユニットを、高温設定モードで運転される排熱利用ユニットを補助するための予熱を行うものとすれば、排熱の段階的回収を実現することができ、排熱の効率的利用が図られる。
【００３３】
手段８．手段３乃至７のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
前記排熱利用ユニットは、前記入口側設定温度を調整することにより、排熱利用よりも冷却を優先する冷却モードで運転可能であることを特徴とする排熱利用システム。
【００３４】
手段８によれば、排熱利用ユニットが、入口側設定温度の調整により、冷却モードで運転される。
【００３５】
例えば、排熱回収を念頭においた（排熱利用のための）入口側設定温度（一例として上記高温設定モードあるいは低温設定モードにおける入口側設定温度）よりも低い温度を入口側設定温度として設定するという具合である。このように上記高温設定モードあるいは低温設定モードで運転される排熱利用ユニットのいずれも冷却モードで運転可能としてもよいが、次に示すように、例えば上記低温設定モードで運転される排熱利用ユニットを冷却モードで運転させるようにしてもよい。
【００３６】
具体的には、冷水側の熱負荷が大きい中間期などにおいて、複数台の排熱利用ユニットを運転する場合、ある排熱利用ユニット（例えば上記高温設定モードで運転される排熱利用ユニット）は、排熱回収を念頭においた（排熱利用のための）入口側設定温度（例えば上記高温設定モードにおける入口側設定温度）で運転する。そして、別の排熱利用ユニット（例えば上記低温設定モードで運転される排熱利用ユニット）は、上述の入口側設定温度（上記低温設定モードにおける入口側設定温度）よりも低い入口側設定温度を設定し、冷却モードで運転する。このようにすれば、中間期などにおいて冷却塔による冷却水温度低下を有効に利用することができ、冷凍機の凝縮器温度を低下させ、冷凍機の冷却能力（成績係数）の向上を図ることができる。
【００３７】
このように、複数台の排熱利用ユニットの運転において冷却能力が不足したときはその中の何台か（例えば低温設定モードで運転される排熱利用ユニット）を、冷却を優先する（冷凍機の能力を優先する）冷却モードで運転させることで冷却能力が向上し、要求される冷却能力を確保しつつ、残りの排熱利用ユニット（例えば高温設定モードで運転される排熱利用ユニット）で排熱の効率的な利用を図ることができる。
【００３８】
なお、冷却モードへの切り換えは、冷凍機によって冷却される冷水の往温度が予め定められた温度を上回ったことで行うことが考えられる。
【００３９】
手段９．手段８に記載の排熱利用システムにおいて、
前記入口側設定温度は、前記冷却モードで運転する場合、外気湿球温度計側値を用いて調整されることを特徴とする排熱利用システム。
【００４０】
手段９によれば、冷却モードで運転する場合、入口側設定温度が、外気湿球温度計測値を用いて調整される。このようにすれば、冷凍機の冷却能力（成績係数）をより良好なものとすることができる。例えば、外気湿球温度計測値に対し、冷却塔における温度差アプローチ（例えば５℃）を考慮して、入口側設定温度を設定するという具合である。
【００４１】
手段１０．手段３乃至９のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
前記冷却塔は、冷却水の冷却を促進するための冷却ファンを備えており、
前記制御手段は、前記入口側温度センサにて計測される前記入口側温度が予め設定される入口側設定温度となるように、前記電動弁と共に、前記冷却ファンを制御することを特徴とする排熱利用システム。
【００４２】
手段１０によれば、冷却塔の冷却ファンが、制御手段によって制御される。冷却ファンの制御は、例えばオン／オフ制御であることが考えられる。この場合、冷却ファンがオンされると冷却水の冷却が促進され、オフされると冷却水の冷却が抑止される。このようにすれば、入口側温度の安定した制御が実現されるため、入口側温度が高く、あるいは、低くなりすぎることによって冷凍機の限界を越えてしまうことがなく、冷凍機の安定した動作実現に寄与する。
【００４３】
手段１１．手段２乃至１０のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
前記排熱利用ユニットは、起動時において、前記冷却水のすべてが前記バイパス経路を経由するように運転されることを特徴とする排熱利用システム。
【００４４】
手段１１によれば、起動時において冷却水のすべてがバイパス経路を経由するように運転されるため、上記熱交換器（排熱利用側）と冷凍機の凝縮器との間だけで熱の授受が行われ、冷却塔から大気への無駄な排熱の放散がない。したがって、排熱利用に必要な温度まで冷却水温度を比較的短時間で上昇させることでき、その後は、安定して排熱の取り出しが可能となる。つまり、比較的短時間のうちに排熱の取り出しが可能となる。その結果、排熱の効率的な利用を図ることができる。
【００４５】
手段１２．手段２乃至１１のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
少なくとも前記冷凍機、前記冷却水経路及び前記冷却塔を具備し、前記熱交換器を具備しない冷却専用ユニットを備えていることを特徴とする排熱利用システム。
【００４６】
手段１２では、冷却専用ユニットを備えている。冷却専用ユニットは、少なくとも冷凍機、冷却水経路及び冷却塔を具備し、熱交換器を具備しない。このように冷却専用ユニットを備える構成とすれば、高い冷却能力が要求される場合にも有利である。
【００４７】
なお、少なくともとあるのは、上記バイパス経路を備える構成としてもよいためである。年間を通した運転において冬期などには冷却水温度が下がりすぎてしまうおそれがあるため、バイパス経路を備える構成とすれば、冷凍機を介さないバイパス経路を経由させて、冷却水温度の低下を抑止することができる。
【００４８】
手段１３．手段１乃至１２のいずれかに記載の排熱利用システムにおいて、
前記熱交換器で得られる熱を利用して、給湯のための加熱を行うことを特徴とする排熱利用システム。
【００４９】
手段１３によれば、熱交換器で得られる熱を利用して給湯のための加熱が行われるため、エネルギーの効率的な利用が図られる。
【００５０】
手段１４．手段１３に記載の排熱利用システムにおいて、
前記給湯のための加熱を行う構成は、前記熱交換器で得られる熱を蓄積して給湯予熱を行うための一次加熱タンクを具備してなることを特徴とする排熱利用システム。
【００５１】
手段１４によれば、給湯のための加熱構成が、熱交換器で得られる熱を蓄積して給湯予熱を行うための一次加熱タンクを具備してなる。このようにすれば、熱交換器で得られる熱（冷凍機排熱）を蓄積して予熱することで、給湯にばらつきが生じても、有効な排熱利用が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下に、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００５３】
図１は、本実施形態の冷房給湯システムの概略構成を示す説明図である。本システムは、１台の冷却専用ユニット１１と、２台の排熱利用ユニット１２，１３とを備えている。
【００５４】
最初に冷却専用ユニット１１の構成を説明する。
【００５５】
冷却専用ユニット１１は、冷凍機２１と、冷却水経路３１と、冷却塔４１と、バイパス経路５１と、電動三方弁６１，７１とを具備してなる。
【００５６】
冷凍機２１は、圧縮機２１ａ、凝縮器２１ｂ、膨張弁２１ｃ、及び、蒸発器２１ｄを備えるいわゆる圧縮式のものであり、冷房設備を構成している。具体的には、圧縮機２１ａを介して冷媒を高温高圧の気体とし（図中の記号Ａの部分）、凝縮器２１ｂを介して冷媒を低温高圧の液体とし（図中の記号Ｂの部分）、膨張弁２１ｃを介して冷媒を低温低圧の液体とし（図中の記号Ｃの部分）、蒸発器２１ｄを介して冷媒を高温低圧の気体とする（図中の記号Ｄの部分）、というサイクルを繰り返す。そして、蒸発器２１ｄによる冷媒の気化潜熱により、冷房用に循環させられる冷水の温度を、例えば１２℃から７℃まで冷却する。この冷水は、蒸発器２１ｄにて冷却された後、ポンプ１０１によって、ヘッダ（集合管）１００へ送られ、その後、各室に対応する配管（不図示）へ送出される。
【００５７】
冷却水経路３１は、冷凍機２１の凝縮器２１ｂへ冷却水を供給するためのものである。この冷却水経路３１には、冷却水を循環させるためのポンプ３１ａ、及び、ポンプ３１ａのモータ回転数を制御するためのインバータ３１ｂが設けられている。さらに、冷却水経路３１における凝縮器２１ｂへの入口側には当該入口側の冷却水温度を計測するための入口側温度センサ３１ｃが設けられ、凝縮器２１ｂからの出口側には当該出口側の冷却水温度を計測するための出口側温度センサ３１ｄが設けられている。
【００５８】
冷却塔４１は、上記冷却水経路３１の途中に設けられており、冷却水の冷却を行うためのものである。具体的には、大気中を通過させることにより、冷却水を冷却する構成となっている。また、冷却塔４１には、冷却水からの放熱を促進するための冷却ファン４１ａが設けられている。
【００５９】
バイパス経路５１は、上記冷却水経路３１から分流し、上記冷却塔４１を経由せず、上記冷却水経路３１に合流する経路である。
【００６０】
そして、本流である冷却水経路３１からバイパス経路５１への分流を可能とするのが、２つの電動三方弁６１，７１である。一方の電動三方弁６１は冷却水経路３１からバイパス経路５１への分流地点に設けられており、他方の電動三方弁７１はバイパス経路５１から冷却水経路３１への合流地点に設けられている。
【００６１】
次に、排熱利用ユニット１２，１３の構成を説明する。
【００６２】
２台の排熱利用ユニット１２，１３は、物理的には、互いに同様の構成となっている。また、排熱利用ユニット１２，１３は、上記冷却専用ユニット１１と似通った構成となっている。
【００６３】
すなわち排熱利用ユニット１２，１３は、冷凍機２２，２３、冷却水経路３２，３３、冷却塔４２，４３、バイパス経路５２，５３、及び、電動三方弁６２，７２，６３，７３を具備してなる。これら各部の構成は、上記冷却専用ユニット１１と同様である。
【００６４】
より詳しく説明すると、冷凍機２２，２３は、圧縮機２２ａ，２３ａ、凝縮器２２ｂ，２３ｂ、膨張弁２２ｃ，２３ｃ、及び、蒸発器２２ｄ，２３ｄを備えるいわゆる圧縮式のものであり、冷房設備を構成している。そして、蒸発器２２ｄ，２３ｄによる冷媒の気化潜熱により、冷房のために循環させられる冷水の温度を、例えば１２℃から７℃まで冷却可能となっている。この冷水は、蒸発器２２ｄ，２３ｄにて冷却された後、ポンプ１０２，１０３によって、ヘッダ（集合管）１００へ送られ、その後、各室に対応する配管（不図示）へ送出される。
【００６５】
冷却水経路３２，３３は、冷凍機２２，２３の凝縮器２２ｂ，２３ｂへ冷却水を供給するためのものである。この冷却水経路３２，３３には、冷却水を循環させるためのポンプ３２ａ，３３ａ、及び、ポンプ３２ａ，３３ａのモータ回転数を制御するためのインバータ３２ｂ，３３ｂが設けられている。さらに、冷却水経路３２，３３における凝縮器２２ｂ，２３ｂへの入口側には当該入口側の冷却水温度を計測するための入口側温度センサ３２ｃ，３３ｃが設けられ、凝縮器２２ｂ，２３ｂからの出口側には当該出口側の冷却水温度を計測するための出口側温度センサ３２ｄ，３３ｄが設けられている。
【００６６】
冷却塔４２，４３は、上記冷却水経路３２，３３の途中に設けられており、冷却水の冷却を行うためのものである。具体的には、大気中を通過させることにより、冷却水を冷却する構成となっている。また、冷却塔４２，４３には、冷却水からの放熱を促進するための冷却ファン４２ａ，４３ａが設けられている。
【００６７】
バイパス経路５２，５３は、上記冷却水経路３２，３３から分流し、上記冷却塔４２，４３を経由せず、上記冷却水経路３２，３３に合流する経路である。
【００６８】
本流である冷却水経路３２，３３からバイパス経路５２，５３への分流を可能とするのが、電動三方弁６２，７２，６３，７３である。一方の電動三方弁６２，６３は冷却水経路３２，３３からバイパス経路５２，５３への分流地点に設けられており、他方の電動三方弁７２，７３はバイパス経路５２，５３から冷却水経路３２，３３への合流地点に設けられている。
【００６９】
そして、排熱利用ユニット１２，１３が上記冷却専用ユニット１１と異なるのは、バイパス経路３２，３３の途中に、排熱を回収するための熱交換器８２，８３が設けられている点である。この熱交換器８２，８３は、バイパス経路３２，３３の途中に設けられることにより、上記冷却塔４２，４３と並列に接続されている。
【００７０】
熱交換器８２，８３は、バイパス経路５２，５３から供給される冷却水と、配管９１から供給される熱媒（温水）との間で熱交換を行う。すなわち、バイパス経路５２，５３の冷却水によって、配管９１内の温水が加熱される。配管９１には、ポンプ９２が設けられている。このポンプ９２は、冷却水経路３２，３３に設けられたポンプ３２ａ，３３ａと連動して運転される。したがって、冷却水の循環と共に、配管９１の温水は、配管９１に沿って循環することになる。そして、この配管９１は、一次加熱タンク９３を経由するようになっている。一次加熱タンク９３には、給湯用の給水がなされる構成となっており、上記配管９１の温水によって、給湯のための一次加熱がなされる。一次加熱タンク９３で加熱された温水は、給湯設備９４へ送られ、必要に応じてさらに加熱されて、給湯に供される。また、熱交換器８３の配管９１側（排熱利用側）には、熱交換器８３のバイパス弁９５が設けられている。
【００７１】
次に、本システムの制御のための構成について図２を参照しつつ説明する。ここでは、片方の排熱利用ユニット１２を例に挙げて説明する。
【００７２】
排熱利用ユニット１２が、冷凍機２２、ポンプ３２ａを備える冷却水経路３２、冷却塔４２、バイパス経路５２、電動三方弁６２，７２、及び、熱交換器８２を具備してなることは既に述べた。さらに、図２に示すように、排熱利用ユニット１２は、制御手段２０１、及び、流量制御手段２０２を備えている。これら制御手段２０１，２０２は、いわゆるコンピュータシステムとして構成されている。
【００７３】
制御手段２０１は、入口側の目標温度である入口側設定温度Ｔ２０１を記憶している。この制御手段２０１の入力ポートには、上記入口側温度センサ３２ｃが電気的に接続されている。また、出力ポートには、上記電動三方弁６２，７２が電気的に接続されている。これにより、上記入口側温度センサ３２ｃからの信号に基づき、入口側における冷却水温度（入口側温度）が入口側設定温度Ｔ２０１となるように、電動三方弁６２，７２を制御可能となっている。つまり、冷却水経路３２の全流量Ｉは、冷却塔４２経由の流量ｉ１と、バイパス経路５２（熱交換器８２）経由の流量ｉ２との和になる。さらに、制御手段２０１の出力ポートには、上記冷却塔４２の冷却ファン４２ａが接続されている。これにより、入口側における冷却水温度が入口側設定温度Ｔ２０１となるよう、電動三方弁６２，７２と共に、冷却ファン４２ａのオン／オフ制御も可能となっている。
【００７４】
流量制御手段２０２は、出口側の目標温度である出口側設定温度Ｔ２０２を記憶している。この出口側設定温度Ｔ２０２は、入口側温度に所定値を加算したものとして設定される。したがって、出口側設定温度Ｔ２０２は、入口側温度の推移によって更新設定される。なお、本実施形態では、入口側温度に５℃を加算したものとして出口側設定温度Ｔ２０２が設定される。
【００７５】
この流量制御手段２０２の入力ポートには、上記入口側温度センサ３２ｃ及び上記出口側温度センサ３２ｄが電気的に接続されている。また、出力ポートには、ポンプ３２ａのモータ回転数を制御するためのインバータ３２ｂが電気的に接続されている。これにより、入口側温度センサ３２ｃ及び出口温度センサ３２ｄからの信号に基づき、出口側における冷却水温度（出口側温度）が出口側設定温度Ｔ２０２となるように、ポンプ３２ａを介して冷却水の流量を制御可能となっている。具体的には、インバータ３２ｂによる交流出力により、ポンプ３２ａのモータ回転数を制御することで、冷却水の流量を制御する。
【００７６】
なお、ここでは、一方の排熱利用ユニット１２の制御構成について説明したが、他方の排熱利用ユニット１３の構成も同様になっている。すなわち、排熱利用ユニット１３も、制御手段及び流量制御手段（いずれも不図示）を具備している。また、上記冷却専用ユニット１１も、バイパス経路５１に熱交換器を具備していないという点が異なるだけであり、制御に関する構成については上記排熱利用ユニット１２，１３と同様である。すなわち、冷却専用ユニット１１も、制御手段及び流量制御手段（いずれも不図示）を具備している。
【００７７】
ただし、これら各ユニット１１〜１３の制御内容（動作）は各々異なるものとなっている。この動作の違いは、主として、上記制御手段２０１に記憶される入口側設定温度Ｔ２０１の相違によって生じる。
【００７８】
そこで次に、各ユニット１１〜１３の動作について説明する。ここでは最初に、一方の排熱利用ユニット１２の動作を例に挙げて説明し、続けて、冷却専用ユニット１１、及び、他方の排熱利用ユニット１３の動作について説明する。
【００７９】
本実施形態において、排熱利用ユニット１２は、例えば排熱利用を優先するユニットとして運転される。この点に鑑み、本実施形態において、上記制御手段２０１に記憶される入口側設定温度Ｔ２０１は、４５℃となっている。この入口側設定温度Ｔ２０１が４５℃に設定される排熱利用ユニット１２の運転が、「高温設定モード」での運転に相当する（図２等参照）。
【００８０】
排熱利用ユニット１２が起動されると、制御手段２０１の起動時設定が働き、電動三方弁６２，７２の切り換えにより、冷却水の全量がバイパス経路５２を循環する。すなわち、起動時において冷却水は、冷却塔４２を経由しない（図２中でＩ＝ｉ２）。これにより、冷却塔４２による冷却水の冷却はなされず、排熱利用側（熱交換器８２側）と冷凍機２２の凝縮器２２ｂとの間の熱の授受となり、排熱利用側の熱容量には依存するものの、冷却水温度は比較的短時間のうちに上昇する。
【００８１】
そして、起動後、制御手段２０１は通常時設定に切替わり、制御手段２０１によって、電動三方弁６２，７２、及び、冷却ファン４２ａの制御が行われる。具体的には、冷凍機２２の起動時には、給湯一次加熱側であるバイパス経路５２へ冷却水を全量流路切替えを行った後、入口側温度センサ３２ｃからの信号による入口側設定温度Ｔ２０１（ここでは４５℃）となるように、電動三方弁６２，７２を比例制御する運転に切替わる。その直後、凝縮器２２ｂへの入口側温度が入口側設定温度Ｔ２０１（４５℃）以下である場合、冷却水の全量がバイパス経路５２側へ送られる。凝縮器２２ｂの入口側温度が４５℃を越え、かつ、ポンプ３２ａが定格運転するようになったら、電動三方弁６２，７２を動作させ、冷却塔４２側にも一部冷却水を振り分け、冷却塔４２で冷却された冷却水と、熱交換器８２からの冷却水を合流させることで、凝縮器２２ｂの入口側温度を４５℃に安定して保ち、冷凍機２２を保護する。外気温度が低いと、冷却ファン４２のオン／オフ制御がなされ、冷却水温度の低下を防止する。そして、出口側設定温度Ｔ２０２は、入口側温度に５℃を加算したものとして設定される。入口側温度が４５℃の場合には、出口側設定温度Ｔ２０２は５０℃に設定されて、流量制御手段２０２による流量制御がなされる。つまり、入口側温度と出口側温度との差が５℃となるように、流量制御がなされるのである。かかる制御によって、排熱利用を優先する排熱利用ユニット１２では、入口側温度が４５℃で保障され、出口側温度は安定して５０℃となる。したがって、熱交換器８２には、安定して５０℃の冷却水が供給されることになる。
【００８２】
続いて、冷却専用ユニット１１の動作を、図１を参照しつつ説明する。
【００８３】
本実施形態において、冷却専用ユニット１１は、冷却専用のユニットとして運転される。このため、本実施形態において、入口側設定温度は、冷凍機２１の許容する下限温度を下限として設定される。例えば下限温度は１３℃などとなる。冷却水温度が低いほど省エネ運転となる。例えば中間期などには、冷却塔４１による冷却水温度の低下を有効に利用して、冷凍機２１の凝縮器２１ｄの入口側温度を低下させ、冷凍機２１の冷却能力（成績係数）の向上を図ることができる。ただし、冷凍機２１の許容する下限温度を下回ることはできない。
【００８４】
冷却専用ユニット１１が起動されると、電動三方弁６１，７１、及び、冷却ファン４１ａの制御が行われる。具体的には、入口側温度センサ３１ｃからの信号に基づき、入口側温度が入口側設定温度（例えば１５℃）となるように、電動三方弁６１，７１によるバイパス経路５１への分流が行われる。また、冷却ファン４１ａのオン／オフ制御がなされる。例えば、冬期などで冷却水温度が低下しすぎるような場合は、バイパス経路５１への積極的な分流がなされたり、あるいは、冷却ファン４１ａがオフされたりする。そして、出口側設定温度は、入口側温度に５℃を加算したものとして設定される。つまり、入口側温度が１５℃の場合には、出口側設定温度は２０℃に設定されて、流量制御がなされる。かかる制御によって、冷却専用ユニット１１では、入口側温度が１５℃で保障され、出口側温度は安定して２０℃となる。
【００８５】
さらに続けて、残る（他方の）排熱利用ユニット１３の動作を説明する。この排熱利用ユニット１３は、排熱利用、あるいは、冷却能力の不足を補うためのユニットとして、モードを切り換えて運転される。なお、図１を参照しつつ説明する。
【００８６】
排熱利用ユニット１３が排熱利用のユニットとして運転される場合は、排熱利用ユニット１３の入口側設定温度は、３５℃に設定される。この入口側設定温度が３５℃に設定される排熱利用ユニット１３の運転が、「低温設定モード」での運転に相当する。この低温設定モードでは、上記高温設定モードと比較して冷却水温度（入口側温度）が相対的に低く設定されるため、冷却能力を確保しつつ、また、排熱回収を行うことが可能となる。
【００８７】
この場合、上記同様、起動時において、起動時制御となり、電動三方弁６３，７３の切り換えにより、冷却水の全量がバイパス経路５３を循環する。これにより、冷却塔４３による冷却水の冷却はなされず、排熱利用側（熱交換器８３側）と冷凍機２３の凝縮器２３ｂとの間の熱の授受となり、排熱利用側の熱容量には依存するものの、冷却水温度は比較的短時間のうちに上昇する。そして、起動後、通常時制御となり、電動三方弁６３，７３、及び、冷却ファン４３ａの制御が行われる。
【００８８】
具体的には、冷凍機２３の起動時には、給湯一次加熱側であるバイパス経路５３へ冷却水を全量流路切替えを行った後、入口側温度センサ３３ｃからの信号による入口側設定温度（ここでは３５℃）となるように、電動三方弁６３，７３を比例制御する運転に切替わる。その直後は、排熱利用側の熱交換器８３で熱交換されても、凝縮器２３ｂの入口側温度が入口側設定温度（３５℃）以下である場合、冷却水の全量がバイパス経路５３側へ送られる。凝縮器２３ｂの入口側温度が４５℃を越え、かつ、ポンプ３３ａが定格運転するようになったら、電動三方弁６３，７３を動作させ、冷却塔４３側にも一部冷却水を振り分け、冷却塔４３で冷却された冷却水と、熱交換器８３からの冷却水を合流させることで、凝縮器２３ｂの入口側温度を３５℃に安定して保ち、冷凍機２３を保護する。外気温度が低いと、冷却ファン４３のオン／オフ制御がなされ、冷却水温度の低下を防止する。そして、出口側設定温度は、入口側温度に５℃を加算したものとして設定される。入口側温度が３５℃の場合には、出口側設定温度は４０℃に設定されて、流量制御がなされる。かかる制御によって、排熱利用ユニット１３では、低温設定モードでの運転時において、入口側温度が３５℃で保障され、出口側温度は安定して４０℃となる。したがって、熱交換器８３には、安定して４０℃の冷却水が供給されることになる。
【００８９】
排熱利用ユニット１３が冷却能力の不足を補う場合は、冷却モードによる運転に切り換えられる。この冷却モードによる運転は、上記冷却専用ユニット１１と同様の運転となる。つまり、入口側温度センサ３３ｃからの信号に基づき、入口側温度が入口側設定温度（例えば３０℃）となるように、電動三方弁６３，７３によるバイパス経路５３への分流が行われる。また、冷却ファン４３ａのオン／オフ制御がなされる。そして、出口側設定温度は、入口側温度に５℃を加算したものとして設定される。入口側温度が３０℃の場合には、出口側設定温度は３５℃に設定されて、流量制御がなされる。なお、この冷却モードによる運転への切り換えは、例えば、冷房用に７℃まで冷却される上記冷水の往温度が、例えば７．５℃を上回った場合などになされる。
【００９０】
このような運転制御によって、冷凍機２１〜２３に要求される冷却能力を確保しつつ、効率的な排熱利用がなされる。
【００９１】
例えば、効率的な排熱利用を行う通常時にあっては、一方の排熱利用ユニット１２は高温設定モードとされ、他方の排熱利用ユニット１３は低温設定モードとされる。この場合、図３に太実線で示すように、排熱利用ユニット１２，１３において、バイパス経路５２，５３への冷却水の流量が相対的に大きくなり、熱交換器８２，８３を介して、冷凍機２２，２３からの排熱が効率よく回収される。このとき、他方の排熱利用ユニット１３は、低温設定モードで運転されるため、冷却能力の低下を抑えた排熱回収が可能となる。
【００９２】
また例えば、冷却能力が不足した冷却能力不足時にあっては、一方の排熱利用ユニット１２は高温設定モードとされ、他方の排熱利用ユニット１３は冷却モードとされる。この場合、図４に太実線で示すように、他方の排熱利用ユニット１３が冷却モードで運転されるため、バイパス経路５３への冷却水の流量が相対的に小さくなり、冷却塔４３を経由する冷却水の流量が相対的に大きくなる。これを受けて、配管９１の熱交換器８３のバイパス弁９５を開けて熱交換器８３に冷却水を流さず排熱の逆行を避ける。これにより、冷却水温度の低下により、冷却能力を大きくすることができる。
【００９３】
なお、排熱利用ユニット１２，１３の起動時においては、図５に太実線で示すように、冷却水の全量がバイパス経路５２，５３を経由させられる。すなわち、同図に破線で示すように、冷却水は冷却塔４２，４３を経由しない。これにより、比較的短時間のうちに冷却水温度を上昇させることができ、排熱回収効率が高くなる。
【００９４】
以上詳述したように、本実施形態によれば、排熱利用ユニット１２，１３にバイパス経路５２，５３が設けられ、このバイパス経路５２，５３が、冷却水経路３２，３３から分流し、冷却塔４２，４３を経由せず、冷却水経路３２，３３に合流する構成となっている。そして、このバイパス経路３２，３３の途中に、排熱を回収するための熱交換器８２，８３が設けられている（図１等参照）。
【００９５】
このように、熱交換器８２，８３は、バイパス経路３２，３３の途中に設けられることにより、冷却塔４２，４３と並列に接続されている。そのため、冷却塔４２，４３経由の冷却水の流量と熱交換器８２，８３経由の冷却水の流量との和が全体の流量となる。例えば図２に示すように、冷却水経路３２の流量Ｉは、冷却塔４２経由の流量ｉ１と、熱交換器８２経由の流量ｉ２との和となっている。したがって、熱交換器８２，８３を設けたとしても、冷却塔４２，４３に対して直列に設けた場合と異なり、単純に熱交換器８２，８３の分だけ流量抵抗が増加することはない。したがって、流量抵抗の増加を抑えることができる。
【００９６】
また、バイパス経路５２，５３（熱交換器８２，８３）への分流の割合を調整することにより、冷却水温度が調整でき、効率的な排熱利用が実現される。すなわち、バイパス経路５２，５３への分流の割合を大きくすれば、冷却塔４２，４３経由の流量が小さくなるため、冷却水温度は上昇し、排熱の効率的な利用が図られる。もちろん、冷却水温度が上昇することで冷凍機２２，２３の冷却能力（成績係数）は低下するが、排熱が効率的に利用されるため、全体としてみれば、エネルギーの効率的利用が図られる。
【００９７】
また、本実施形態によれば、入口側温度センサ３２ｃ，３３ｃからの信号に基づき、入口側温度が入口側設定温度となるように、自動的に電動三方弁６２，７２，６３，７３によるバイパス経路５２，５３への分流が行われる。これによって、入口側設定温度を設定しておくことにより、バイパス経路５２，５３への分流の割合が自動的に調整され、冷却水温度が調整される。その結果、排熱の効率的な利用が容易に実現される。
【００９８】
さらにまた、本実施形態によれば、入口側温度センサ３２ｃ，３３ｃからの信号に基づき、入口側温度が入口側設定温度となるように、電動三方弁６２，７２，６３，７３と共に、冷却ファン４２ａ，４３ａのオン／オフ制御がなされる。これによって、入口側温度がさらに安定するため、入口側温度が高く、あるいは、低くなりすぎることによって冷凍機２２，２３の限界を越えてしまうことがなく、冷凍機２２，２３の安定した動作を実現することができる。
【００９９】
また、本実施形態によれば、入口側温度と出口側温度との差が５℃となるように、流量制御がなされる。これによって、出口側温度が一定となるため、熱交換器８２，８３による安定した熱量の取り出しが図られる。また、流量制御により冷却水の流量が小さくなれば、流量抵抗が小さくなる。その結果、流量抵抗の抑制に寄与する。
【０１００】
さらにまた、本実施形態によれば、２台の排熱利用ユニット１２，１３によって、排熱回収が行われる（図３参照）。
【０１０１】
一方の排熱利用ユニット１２は、高温設定モードで運転される。この高温設定モードにおいては、制御手段２０１に記憶される入口側設定温度Ｔ２０１は、４５℃となっている。したがって、出口側温度は、流量制御手段２０２による流量制御により、５０℃となる。これによって、熱交換器８２には、安定して５０℃の冷却水が供給されることになる。その結果、効率的な排熱回収を行うことができる。
【０１０２】
残る排熱利用ユニット１３は、低温設定モードで運転される。この低温設定モードにおいては、入口側設定温度は、３５℃となっている。したがって、出口側温度は、流量制御により、４０℃となる。これによって、熱交換器８３には、安定して４０℃の冷却水が供給されることになる。その結果、他方の排熱利用ユニット１２と比較して、排熱回収効率は小さくなるものの、冷却能力をも考慮した運転がなされる。言い換えれば、この低温設定モードにおいては、熱交換器８２の高温回収の予熱を行うために熱交換器８３を利用しており、効率のよい排熱回収が図られる。また、一次加熱タンク９３の水温が上昇した場合、バイパス弁９５を開いて排熱の逆行を避ける構成となっており、この点でも、効率のよい排熱回収が図られる。
【０１０３】
このようなモードを導入して２台の排熱利用ユニット１２，１３を運転することにより、排熱利用ユニット１２，１３の制御が簡単になり、種々の運転形態に対応することが可能となる。
【０１０４】
また、本実施形態によれば、冷却専用ユニット１１を備えている。これによって、高い冷却能力が要求される場合にも対応できる。また、冷却専用ユニット１１は、バイパス経路５１を備える構成となっており、入口側温度センサ３１ｃからの信号に基づき、入口側温度が入口側設定温度（例えば１５℃）となるように、電動三方弁６１，７１によるバイパス経路５１への分流が行われる。また、冷却ファン４１ａのオン／オフ制御がなされる。例えば、冬期などで冷却水温度が低下しすぎるような場合は、バイパス経路５１への積極的な分流がなされたり、あるいは、冷却ファン４１ａがオフされたりする。これによって、冬期などにも冷却水温度が下がりすぎてしまうことがない。その結果、冷凍機２１の安定した動作が実現される。また、出口側温度が出口側設定温度となるように流量制御がなされるため、流量抵抗の抑止にも寄与する。
【０１０５】
要求される冷却能力を確保するという観点からは、上記低温設定モードで運転される排熱利用ユニット１３が、システム全体の冷却能力が不足した場合、上記冷却専用ユニット１１と同様の運転である冷却モードでの運転に切り換えられる。これによって、要求される冷却能力を確保しつつ、効率的な排熱回収が図られる（図４参照）。
【０１０６】
なお、冷却専用ユニット１１や、冷却モードで排熱利用ユニット１３を運転する場合、入口側設定温度は予め定められたものとしてもよいが、冷凍機２１，２３の冷却能力を向上させるという観点からは、この入口側設定温度を外気湿球温度計測値を用いて設定するようにしてもよい。例えば、外気湿球温度計測値に対し、冷却塔４１，４３における温度差アプローチ（例えば５℃）を考慮して、入口側設定温度を設定するという具合である。
【０１０７】
効率的な排熱回収という観点からは、排熱利用ユニット１２，１３の起動時においては、冷却水の全量がバイパス経路５２，５３を経由させられる。すなわち、破線で示すように、冷却水は冷却塔４２，４３を経由しない（図５参照）。これにより、短時間のうちに冷却水温度を上昇させることができ、起動時における排熱回収効率が高くなる。
【０１０８】
さらにまた、本実施形態によれば、熱交換器８２，８３で得られる熱を利用し、一次加熱タンク９３において、給湯のための一次加熱が行われる。これによって、エネルギーの効率的な利用が図られる。
【０１０９】
尚、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【０１１０】
（ａ）上記実施形態では、１台の冷却専用ユニット１１と、２台の排熱利用ユニット１２，１３とを具備する冷房給湯システムを構成した。これに対して、排熱利用のシステムとしては、少なくとも１台の排熱利用ユニットを具備する構成であればよい。
【０１１１】
（ｂ）上記実施形態では排熱利用ユニット１３が低温設定モード又は冷却モードのいずれかのモードで常時運転される構成であったが、排熱利用ユニット１３は、一次加熱タンク９３の加熱に多くの熱量を必要とする場合、あるいは、システム全体で冷却能力が不足した場合など、必要に応じて運転されるものとしてもよい。その場合、２台の排熱利用ユニット１２，１３の運転モードを、例えば一ヶ月、半年、あるいは、一年という単位で切り換えるようにするとよい。つまり、高温設定モードで常時運転されている排熱利用ユニット１２を低温設定モードなどで必要な場合にだけ運転されるようにし、低温設定モードで必要な場合にだけ運転されている排熱利用ユニット１３を高温設定モードで常時運転されるようにするのである。このようにすれば、システム全体の寿命を長くすることができる。
【０１１２】
（ｃ）上記実施形態では、説明の便宜上、電動三方弁６１〜６３，７１〜７３を用いて各ユニット１１〜１３を構成していた。これに対して、冷却水の分流及び合流が可能になればよく、二方弁を用いて構成しても何ら差し支えない。
【０１１３】
（ｄ）上記実施形態では冷却ユニット１１、排熱利用ユニット１２，１３がそれぞれ制御手段及び流量制御手段を備えていたが、単一の制御手段が流量制御まで行う構成としてもよい。また、各ユニット１１〜１３に対して、共通の制御手段を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】実施形態の冷房給湯システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】排熱利用ユニットの制御に係る電気的構成を示す説明図である。
【図３】排熱回収時における冷却水の循環を例示する説明図である。
【図４】冷却優先時における冷却水の循環を例示する説明図である。
【図５】起動時における冷却水の循環を例示する説明図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１１…冷却専用ユニット、１２，１３…排熱利用ユニット、２１〜２３…冷凍機、２１ａ〜２３ａ…圧縮機、２１ｂ〜２３ｂ…凝縮器、２１ｃ〜２３ｃ…膨張弁、２１ｄ〜２３ｄ…蒸発器、３１〜３３…冷却水経路、３１ａ〜３３ａ…ポンプ、３１ｂ〜３３ｂ…インバータ、３１ｃ〜３３ｃ…入口側温度センサ、３１ｄ〜３３ｄ…出口側温度センサ、４１〜４３…冷却塔、４１ａ〜４３ａ…冷却ファン、５１〜５３…バイパス経路、６１〜６３，７１〜７３…電動三方弁、８２，８３…熱交換器、９１…配管、９２…ポンプ、９３…一次加熱タンク、９４…給湯設備、１００…ヘッダ、１０１〜１０３…ポンプ。
【図１】
2007051835.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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