ダブルバンドル型冷凍機システムおよび熱源システムならびにこれらの制御方法
【課題】温熱負荷から要求される温水流量や冷熱負荷から要求される冷水流量がダブルバンドル型冷凍機の温水ポンプ及び冷水ポンプの定格流量を超えた場合であっても、熱源システム全体の効率を向上させることができるダブルバンドル型冷凍機を提供する。
【解決手段】温熱負荷に対して温熱を出力するボイラＨ１と、冷熱負荷に対して冷熱を出力する冷専ターボ冷凍機Ｒ２と、これらボイラＨ１及び冷専ターボ冷凍機Ｒ２とともに温水および冷水を供給する熱回収ターボ冷凍機Ｒ１とを備えた熱源システムにおいて、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ及び熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａは、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされている。
【解決手段】温熱負荷に対して温熱を出力するボイラＨ１と、冷熱負荷に対して冷熱を出力する冷専ターボ冷凍機Ｒ２と、これらボイラＨ１及び冷専ターボ冷凍機Ｒ２とともに温水および冷水を供給する熱回収ターボ冷凍機Ｒ１とを備えた熱源システムにおいて、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ及び熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａは、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルバンドル型冷凍機システムおよび熱源システムならびにこれらの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２に開示されているように、凝縮器に冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機が知られている。このようなダブルバンドル型冷凍機は、温熱負荷需要に対応するために他の温熱出力機（例えば温熱出力専用のボイラ）や、冷熱負荷需要に対応するために他の冷熱出力機（例えば冷熱出力専用とされた冷専ターボ冷凍機）と共に、熱源システムを構成することが多い。このような熱源システムでは、ダブルバンドル型冷凍機に接続された温水ポンプから供給される温水と、他の温熱出力機に接続された温水ポンプから供給される温水とを合流させた温水が温熱負荷に供給される。また、ダブルバンドル型冷凍機に接続された冷水ポンプから供給される冷水と、他の冷熱出力機に接続された冷水ポンプから供給される冷水とを合流させた冷水が冷熱負荷に供給される。一方、温水ポンプや冷水ポンプは、一般に、接続される熱源機（各冷凍機やボイラ）の定格負荷に対応した流量が定格流量とされており、それ以上の流量供給については想定されていない。
このような従来の熱源システムでは、ダブルバンドル型冷凍機の温水ポンプの定格流量を超えた温水流量が温熱負荷から要求された場合には、この温水流量需要を満たすため他の温熱出力機であるボイラを起動させる必要がある。
また、ダブルバンドル型冷凍機の冷水ポンプの定格流量を超えた冷水流量が冷熱負荷から要求された場合には、この冷熱流量需要を満たすため他の冷熱出力機である冷専ターボ冷凍機を起動させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１１７０６９号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３３２５３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、温水流量需要を満たすためにボイラを起動させると、熱源システム全体の効率が低下する。なぜなら、ダブルバンドル型冷凍機としてターボ冷凍機のようにヒートポンプ運転を行う冷凍機を採用した場合にはＣＯＰは１を大きくこえる（ターボ冷凍機では６程度）のに対し、ボイラは化石燃料の燃焼熱を利用するためＣＯＰが１を超えることはないからである。また、ボイラの運転に伴って起動する補機（温水ポンプ等）の消費動力も省エネルギーの観点から無視できない。
また、冷水流量需要を満たすために冷専ターボ冷凍機を起動させると、ダブルバンドル型冷凍機が負担する冷熱出力が相対的に減ることになり、ひいてはダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も低下することになる。ダブルバンドル型冷凍機の温熱出力が低下すると、効率の悪いボイラの温熱出力が相対的に増加することになり、上述の通り熱源システム全体の効率が低下する。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、温熱負荷から要求される温水流量や冷熱負荷から要求される冷水流量がダブルバンドル型冷凍機の温水ポンプ及び冷水ポンプの定格流量を超えた場合であっても、熱源システム全体の効率を向上させることができるダブルバンドル型冷凍機システムおよび熱源システムならびにこれらの制御方法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】
上記課題を解決するために、本発明のダブルバンドル型冷凍機システムおよび熱源システムならびにこれらの制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるダブルバンドル型冷凍機システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプとを備え、前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機、及び、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とともに温水および冷水を供給するダブルバンドル型冷凍機システムにおいて、前記温水ポンプおよび／または前記冷水ポンプは、前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされていることを特徴とする。
【０００７】
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量を超えた場合であっても、温水ポンプを過流量とすることによって他の温熱出力機（例えばボイラ）の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量を超えた場合であっても、冷水ポンプを過流量とすることによってダブルバンドル型冷凍機の冷熱出力を増大させることにより、他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。この冷熱出力の増大に伴いダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も増大させることにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
以上のように、温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができ、かつ他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の熱源システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機と、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とを備えた熱源システムにおいて、前記温水ポンプおよび／または前記冷水ポンプは、前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされていることを特徴とする。
【０００９】
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量を超えた場合であっても、温水ポンプを過流量とすることによって他の温熱出力機（例えばボイラ）の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量を超えた場合であっても、冷水ポンプを過流量とすることによってダブルバンドル型冷凍機の冷熱出力を増大させることにより、他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。この冷熱出力の増大に伴いダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も増大させることにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
以上のように、温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができ、かつ他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明のダブルバンドル型冷凍機システムの制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプとを備え、前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機、及び、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とともに温水および冷水を供給するダブルバンドル型冷凍機システムの制御方法において、前記温水ポンプは、前記温熱負荷から要求される温水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転され、かつ／または、前記冷水ポンプは、前記冷熱負荷から要求される冷水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転されることを特徴とする。
【００１１】
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量を超えた場合であっても、温水ポンプを過流量とすることによって他の温熱出力機（例えばボイラ）の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量を超えた場合であっても、冷水ポンプを過流量とすることによってダブルバンドル型冷凍機の冷熱出力を増大させることにより、他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。この冷熱出力の増大に伴いダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も増大させることにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
以上のように、温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができ、かつ他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の熱源システムの制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機と、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とを備えた熱源システムの制御方法において、前記温水ポンプは、前記温熱負荷から要求される温水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転され、かつ／または、前記冷水ポンプは、前記冷熱負荷から要求される冷水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転されることを特徴とする。
【００１３】
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量を超えた場合であっても、温水ポンプを過流量とすることによって他の温熱出力機（例えばボイラ）の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量を超えた場合であっても、冷水ポンプを過流量とすることによってダブルバンドル型冷凍機の冷熱出力を増大させることにより、他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。この冷熱出力の増大に伴いダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も増大させることにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
以上のように、温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができ、かつ他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、ボイラ等の他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態であるダブルバンドル型冷凍機を備えた熱源システムの概略構成を示した図である。
【図２】表１の運転状態ｉを示したグラフである。
【図３】表１の運転状態ｉｉを示したグラフである。
【図４】表１の運転状態ｖを示したグラフである。
【図５】表１の運転状態ｉｉｉを示したグラフである。
【図６】表１の運転状態ｖｉｉを示したグラフである。
【図７】表１の運転状態ｉｖ示したグラフである。
【図８】表１の運転状態ｉｘを示したグラフである。
【図９】表１の運転状態ｘを示したグラフである。
【図１０】表１の運転状態ｘｉを示したグラフである。
【図１１】表１の運転状態ｘｉｉを示したグラフである。
【図１２】表１の運転状態ｘｉｉｉを示したグラフである。
【図１３】表１の運転状態ｘｖを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、ダブルバンドル型とされた熱回収ターボ冷凍機（ダブルバンドル型冷凍機）Ｒ１と、冷水出力専用とされた冷専ターボ冷凍機（他の冷熱出力機）Ｒ２と、温水出力専用とされたボイラ（他の温熱出力機）Ｈ１とを備えた熱源システムが示されている。熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水出力とボイラＨ１の温水出力は、温水往ヘッダ２及び温水還ヘッダ３を介して共通の温熱負荷５０に接続され、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水出力と冷専ターボ冷凍機Ｒ２の冷水出力は、冷水往ヘッダ４及び冷水還ヘッダ５を介して共通の冷熱負荷５２に接続されている。
【００１７】
熱回収ターボ冷凍機Ｒ１は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機１ａと、ターボ圧縮機１ａによって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮する凝縮器８ａと、凝縮器８ａからの液冷媒を膨張させる膨張弁（図示せず）と、この膨張弁によって膨張させられた液冷媒を蒸発させる蒸発器６ａとを備えている。ここでターボ圧縮機１ａは、一定速回転もしくはインバータによる可変速回転により駆動される。
【００１８】
凝縮器８ａには、冷却水が流れる冷却水用伝熱管１０ａが設けられている。冷却水用伝熱管１０ａは、冷却水配管１１ａによって冷却塔１２ａと接続されている。冷却水は、冷却塔１２ａにおいて外部へと排熱された後に、冷却水配管１１ａを通って冷却水用伝熱管１０ａへと導かれ、凝縮器８ａ内で冷媒から凝縮潜熱を除去する。そして、冷却水は、冷却水配管１１ａを通って冷却塔１２ａへと再び導かれる。
冷却水配管１１ａには、冷却水ポンプ１４ａが設けられている。この冷却水ポンプ１４ａは、インバータ駆動によって吐出流量が可変とされている。
【００１９】
凝縮器には、温水が流れる温水出力用伝熱管１５ａが設けられている。温水出力用伝熱管１５ａは、温水配管１７ａを介して、温熱負荷５０と接続された温水往ヘッダ２及び温水還ヘッダ３に接続されている。温水は、温熱負荷５０にて温熱を供給した後、温水還ヘッダ３及び温水配管１７ａを通って温水出力用伝熱管１５ａへと導かれ、凝縮器８ａ内で冷媒から凝縮潜熱を温熱として受け取る。そして、温水は、温水配管１７ａ及び温水往ヘッダ２を通って温熱負荷５０へと再び導かれる。
温水配管１７ａには、温水ポンプ１９ａ（以下「温水Ｐ１」ともいう。）が設けられている。この温水ポンプ１９ａは、インバータ駆動によって吐出流量が可変とされている。さらに、温水ポンプ１９ａは、定格流量を超えた流量（すなわち過流量）を流すことができるようになっている。ここで、「過流量」とは、次のような意味である。熱源システムは、外部負荷の規模に応じて設計時に熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の最大負荷（負荷率１００％）が決定される。この最大負荷のときに温水ポンプ１９ａが負担する冷却水流量を定格流量（１００％流量）とする。この定格流量を超える流量を過流量という。
【００２０】
蒸発器６ａには、冷水が流れる冷水出力用伝熱管２１ａが設けられている。冷水出力用伝熱管２１ａは、冷水配管２３ａによって、冷熱負荷５２と接続された冷水往ヘッダ４及び冷水還ヘッダ５と接続されている。冷水は、冷水負荷５２にて冷熱を供給した後、冷水還ヘッダ５及び冷水配管２３ａを通って冷水出力用伝熱管２１ａへと導かれ、蒸発器６ａ内で冷媒から蒸発潜熱を冷熱として受け取る。そして、冷水は、冷水配管２３ａ及び冷水往ヘッダ４を通って冷熱負荷５２へと再び導かれる。冷熱負荷５２へ供給される冷水の定格温度としては、例えば７℃とされる。
冷水配管２３ａには、冷水ポンプ２５ａ（以下「冷水Ｐ１」ともいう。）が設けられている。この冷水ポンプ２５ａは、インバータ駆動によって吐出流量が可変とされている。さらに、冷水ポンプ２５ａは、定格流量を超えた流量（すなわち過流量）を流すことができるようになっている。ここで、「過流量」とは、次のような意味である。熱源システムは、外部負荷の規模に応じて設計時に熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の最大負荷（負荷率１００％）が決定される。この最大負荷のときに冷水ポンプ２５ａが負担する冷水流量を定格流量（１００％流量）とする。この定格流量を超える流量を過流量という。
【００２１】
ボイラＨ１は、都市ガスや重油等の化石燃料を燃焼させることによって得られる燃焼熱から温熱を得るものである。ボイラＨ１によって加熱された温水は、温水配管３０に設けられた温水ポンプ３２によって供給され、温水配管３０から温水往ヘッダ２、温熱負荷５０、温水還ヘッダ３、温水配管３０の順に循環する。この温水ポンプ３２は、インバータ駆動によって吐出流量が可変とされている。
【００２２】
冷専ターボ冷凍機Ｒ２は、凝縮器８ｂに接続される伝熱管か冷却水用伝熱管１０ｂのみとされ、温水出力用の伝熱管が設けられていない点で熱回収ターボ冷凍機Ｒ１と異なり、他は熱回収ターボ冷凍機Ｒ１と同様の構成を有している。したがって、対応する機器には同一の数字に“ｂ”の添え字を加えて示し、その説明を省略する。また熱熱回収ターボ冷凍機Ｒ１と同様に、ターボ圧縮機１ｂは、一定速回転もしくはインバータによる可変速回転により駆動される。
冷却水ポンプ１４ｂおよび冷水ポンプ２５ｂは、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷却水ポンプ１４ａおよび冷水ポンプ２５ａと同様に、インバータ駆動とされている。さらに、冷水ポンプ２５ａは、過流量を流すことができるようになっている。冷水ポンプ２５ｂの過流量は、外部負荷の規模に応じて設計時に熱冷専ターボ冷凍機Ｒ２の最大負荷（負荷率１００％）が決定され、この最大負荷のときに冷水ポンプ２５ｂが負担する流量を定格流量（１００％流量）とし、この定格流量を超える流量とされる。
【００２３】
上記構成の熱源システムは、温熱負荷５０の温熱需要、冷熱負荷５２の冷熱需要に応じて、運転状態が適宜変更される。下表には、温熱負荷、温水流量、冷熱負荷および冷熱流量に応じて運転状態が分類されている。
【表１】
【００２４】
同表に示されたｉ〜ｘｖｉまでの各セルには、各冷水ポンプ２５ａ，２５ｂや温水ポンプ１９ａで過流量を用いない場合（比較例）が上段に、過流量を用いる場合（本発明）が下段に示されている。なお、理解の容易のために、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１およびボイラＨ１の１００％負荷率（定格）での温熱出力は共に同等とし、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１および冷専ターボ冷凍機Ｒ２の１００％負荷率（定格）での冷熱出力は共に同等とする。各冷水ポンプ２５ａ，２５ｂの流量についても、定格１００％流量での体積流量は同等とし、各温水ポンプ１９ａ，３２の定格１００％流量での体積流量も同等とする。もちろん、本発明はこれらに限定されるものではなく、それぞれの温熱定格出力、冷熱定格出力、冷水定格流量および温水定格流量は異なっていても良い。
【００２５】
［運転状態ｉ］
まず、表１の運転状態ｉについて図２を参照して説明する。同図では、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の場合が白抜きで示され、冷専ターボ冷凍機Ｒ２の場合が黒塗りで示され、ボイラ（温熱専用機）Ｈ１が灰色で示されている。この図示方法は、図３以降のグラフについても同様である。
この運転状態は、冷熱負荷の需要が１００％以上となっており（図２では１２０％）、１台のターボ冷凍機では冷熱負荷需要を満たすことができないので、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１及び冷専ターボ冷凍機Ｒ２を共に運転させる必要がある。
冷水流量の需要についても１００％以上となっており（図２では２００％）、１台の冷水ポンプでは冷水流量需要を満たすことができないので、両冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１），２５ｂ（冷水Ｐ２）を共に駆動させる必要がある。
また、温熱負荷の需要も１００％以上となっており（図２では１４０％）、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでは温熱負荷需要を満たすことができないので、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１及びボイラＨ１を共に運転させる必要がある。
温水流量の需要についても１００％以上となっており（図２では２００％）、１台の温水ポンプでは温水流量需要を満たすことができないので、両温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１），３２を共に駆動させる必要がある。
【００２６】
図２（ａ）に示されているように、冷水ポンプ２５ａ，２５ｂ、温水ポンプ１９ａ（以下、これらを単に「熱媒ポンプ」という場合がある。）の過流量制御を行わない比較例の場合、冷水流量については、２００％の冷水流量需要を満たすために、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ及び冷専ターボ冷凍機Ｒ２の冷水ポンプ２５ｂを共に定格の１００％とする。
冷熱出力については、それぞれ同等に按分して６０％ずつとする。
温熱出力については、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力が６０％とされているので熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力も６０％とされ一方で、ボイラＨ１の温熱出力は温熱需要の１４０％を満たすために８０％とされる。
温水流量については、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１及びボイラＨ１のそれぞれの温熱出力に応じて按分される。
【００２７】
これに対して、本発明では、図２（ｂ）に示されているように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａを過流量とする。これにより、ボイラＨ１の温熱出力を４０％まで減少させ、これに伴いボイラＨ１の温水ポンプ３２の温水流量も減少させる。このように、温水ポンプ１９ａの過流量制御によって、ボイラＨ１の負荷率およびボイラＨ１の温水ポンプ３２の消費動力を減少させることができる。
熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％としたことに伴い、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａを過流量として冷熱出力１００％とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１を効率の高い定格点で運転させることができ、また冷専ターボ冷凍機Ｒ２の負荷率および冷水ポンプ２５ｂの消費動力を減少させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）及び温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、熱源システム全体としての効率を向上させることができる。
【００２８】
［運転状態ｉｉ］
次に、表１の運転状態ｉｉについて図３を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷、冷水流量、温熱負荷については、運転状態ｉと同様に１００％以上となっている。しかし、温水流量の需要については、運転状態ｉと異なり、１００％以下となっている（図３では１００％）。
【００２９】
この場合には、本発明では図３（ｂ）に示されているように熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力が１００％となるまで冷水ポンプ２５ａ（冷水ポンプＰ１）を過流量とする。このように熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を増加させて１００％とすることにより、排熱側となる熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を６０％（図３（ａ）参照）から１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１の温熱負荷を減少させることができる。また、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱負荷の増加に伴い温水ポンプ１９ａの流量も増加させ、ボイラＨ１の温水ポンプ３２の流量を相対的に減少させて消費動力を減少させる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、熱源システム全体としての効率を向上させることができる。
【００３０】
［運転状態ｖ］
次に、表１の運転状態ｖについて図４を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷、温熱負荷、温水流量については、運転状態ｉと同様に１００％以上となっている。しかし、冷水流量の需要については、運転状態ｉと異なり、１００％以下となっている（図４では１００％）。
【００３１】
この場合には、本発明では図４（ｂ）に示されているように熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａ（温水ポンプＰ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を６０％（図４（ａ）参照）から１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１の温熱負荷を減少させることができる。また、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）の流量を増加させたことに伴い、ボイラＨ１の温水ポンプ３２の流量を相対的に減少させて消費動力を減少させる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、熱源システム全体としての効率を向上させることができる。
【００３２】
［運転状態ｉｉｉ］
次に、表１の運転状態ｉｉｉについて図５を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷、冷水流量および温水流量については、運転状態ｉと同様に１００％以上となっている。しかし、運転状態ｉと異なり、温熱負荷が１００％以下となっている（図５では１００％）。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、温熱負荷の需要が１００％とされ１台分の温熱出力とされているにもかかわらず、温水流量需要が１００％を超え２台分となっているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなくボイラＨ１も起動させる必要がある。
これに対して、本発明では、図５（ｂ）に示すように、温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａ（温水ポンプＰ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１を停止させることができる。
また、温熱出力を増大したことに伴い、この温熱出力に見合うように冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量として熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を増大させる（図５（ｂ）では１００％）。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）及び冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、ボイラＨ１を停止させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００３４】
［運転状態ｖｉｉ］
次に、表１の運転状態ｖｉｉについて図６を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷および温水流量については１００％以上となっているが、温熱負荷および冷水流量が１００％以下となっている。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、運転状態ｉｉｉと同様に、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、温熱出力の需要が１００％とされ１台分の温熱出力とされているにもかかわらず、温水流量需要が１００％を超え２台分となっているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなくボイラＨ１も起動させる必要がある。
これに対して、本発明では、図６（ｂ）に示すように、温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａ（温水ポンプＰ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１を停止させることができる。
また、温熱出力を増大したことに伴い、この温熱出力に見合うように熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を増大させる（図６（ｂ）では１００％）。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、ボイラＨ１を停止させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００３６】
［運転状態ｉｖ］
次に、表１の運転状態ｉｖについて図７を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷および冷水流量については１００％以上とされているが、温熱負荷および温水流量が１００％以下となっている（図７では１００％）。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、冷水流量需要の２００％を満たすために両冷水ポンプ２５ａ，２５ｂの流量を１００％ずつとするしかない。このため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１及び冷専ターボ冷凍機Ｒ２の冷熱出力は同等負荷の運転となり、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで引き上げることができない。したがって、温熱需要は１００％とされ１台で賄えるにもかかわらず温熱出力需要を満たすためにボイラＨ１を運転せざるを得なくなる。
これに対して、本発明では、図７（ｂ）に示すように、冷熱出力が１００％となるまで冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、ボイラＨ１を停止させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００３８】
［運転状態ｉｘ］
次に、表１の運転状態ｉｘについて図８を参照して説明する。
この運転状態は、温熱負荷、冷水流量および温水流量については１００％以上となっているが、冷熱負荷が１００％以下となっている（図８では１００％）。
【００３９】
図８（ａ）に示すように、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、冷熱負荷が１００％以下とされ１台で賄えるにもかかわらず、１００％以上の冷水流量需要を満たすために両冷水ポンプ２５ａ，２５ｂを駆動する必要がある。このため冷専ターボ冷凍機Ｒ２も運転させることになり、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を上げられないため熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が頭打ちとなる。したがって、ボイラＨ１の温熱出力を減らすことができない。
これに対して、本発明では、図８（ｂ）に示すように、温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とする。これにより、ボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、効率の悪いボイラＨ１を停止させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４０】
［運転状態ｘ］
次に、表１の運転状態ｘについて図９を参照して説明する。
この運転状態は、温熱負荷および冷水流量については１００％以上となっているが、冷熱負荷および温水流量が１００％以下となっている（図９では１００％）。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、冷熱負荷が１００％以下とされ１台で賄えるにもかかわらず、１００％以上の冷水流量需要を満たすために両冷水ポンプ２５ａ，２５ｂを駆動する必要がある。このため冷専ターボ冷凍機Ｒ２も運転させることになり、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を上げられないため熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が頭打ちとなる。したがって、ボイラＨ１の温熱出力を減らすことができない。
これに対して、本発明では、図９（ｂ）に示すように、冷熱出力が１００％となるまで冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とする。これにより、冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させることができる。また、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力の増加に伴い温熱出力も増加させることができるので、ボイラＨ１の温熱出力を相対的に低下させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させるとともに、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４２】
［運転状態ｘｉ］
次に、表１の運転状態ｘｉについて図１０を参照して説明する。
この運転状態は、冷水流量および温水流量が１００％以上となっているが、冷熱負荷および温熱負荷が１００％以下となっている（図１０では１００％）。
【００４３】
図１０（ａ）に示すように、冷熱負荷および温熱負荷がともに１００％以下とされそれぞれ１台で賄えるにもかかわらず、冷水流量および温水流量が１００％以上とされているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなく冷専ターボ冷凍機Ｒ２およびボイラＨ１も運転させる必要がある。
これに対して、本発明では、図１０（ｂ）に示すように、冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）及び温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とする。これにより、冷熱負荷を熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことにより冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させることができる。また、「冷熱負荷≧温熱負荷」となっている場合には、図１０（ｂ）に示すように、温熱負荷も熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことによりボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）および温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させるとともに、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下（または停止）させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４４】
［運転状態ｘｉｉ］
次に、表１の運転状態ｘｉｉについて図１１を参照して説明する。
この運転状態は、冷水流量のみが１００％以上となっているが、冷熱負荷、温熱負荷および温水流量は１００％以下となっている（図１１では、それぞれが１００％）。
【００４５】
図１１（ａ）に示すように、冷熱負荷および温熱負荷がともに１００％以下とされそれぞれ１台で賄えるにもかかわらず、冷水流量が１００％以上とされているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなく冷専ターボ冷凍機Ｒ２も運転させる必要がある。そのため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を上げられず、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が頭打ちとなる。したがって、ボイラＨ１も運転させざるを得ない。
これに対して、本発明では、図１１（ｂ）に示すように、冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とする。これにより、冷熱負荷を熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことにより冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させることができる。また、「冷熱負荷≧温熱負荷」となっている場合には、図１１（ｂ）に示すように、温熱負荷も熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことによりボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させるとともに、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下（または停止）させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４６】
［運転状態ｘｉｉｉ］
次に、表１の運転状態ｘｉｉｉについて図１２を参照して説明する。
この運転状態は、温熱負荷および温水流量が１００％以上となっているが、冷熱負荷および冷水流量は１００％以下となっている（図１２では、それぞれが１００％）。
【００４７】
図１２（ａ）に示すように、冷熱負荷および冷水流量は１台で賄えるにもかかわらず、温熱負荷が１００％以上となっているので、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなくボイラＨ１をも運転させる必要がある。
これに対して、本発明では、図１２（ｂ）に示すように、温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１の温熱出力を相対的に減少させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４８】
［運転状態ｘｖ］
次に、表１の運転状態ｘｖについて図１３を参照して説明する。
この運転状態は、温水流量のみが１００％以上となっているが、冷熱負荷、温熱負荷および冷水流量は１００％以下となっている（図１３では、それぞれが１００％）。
【００４９】
図１３（ａ）に示すように、冷熱負荷および温熱負荷がともに１００％以下とされそれぞれ１台で賄えるにもかかわらず、温水流量が１００％以上とされているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなくボイラＨ１も運転させる必要がある。
これに対して、本発明では、図１３（ｂ）に示すように、温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を上昇させることにより、ボイラＨ１の温熱出力を相対的に減少させることができる。また、「冷熱負荷≧温熱負荷」となっている場合には、図１３（ｂ）に示すように、温熱負荷の全てを熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことによりボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下（または停止）させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００５０】
［運転状態ｖｉ，ｖｉｉｉ，ｘｉｖ，ｘｖｉ］
表１の運転状態ｖｉ，ｖｉｉｉ，ｘｉｖ，ｘｖｉについては、冷水流量および温水流量のいずれもが１００％を超えることはないので、熱媒ポンプである冷水ポンプ２５ａ及び温水ポンプ１９ａを過流量とする必要はない。したがって、これらの運転状態は、従来の運転方法と異なるところがない。
【００５１】
以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量である１００％を超えた場合であっても、温水ポンプ１９ａを過流量とすることによってボイラＨ１の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる（運転状態ｉ，ｉｉｉ，ｖ，ｖｉｉ，ｉｘ，ｘｉ，ｘｉｉｉ，ｘｖ参照）。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量である１００％を超えた場合であっても、冷水ポンプ２５ａを過流量とすることによって熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を増大させ、この冷熱出力の増大に伴い熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力も増大させることにより、ボイラＨ１の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる（運転状態ｉ，ｉｉ，ｉｉｉ，ｉｖ，ｉｘ，ｘ，ｘｉ，ｘｉｉ）。
以上のように、温水ポンプ１９ａおよび／または冷水ポンプ２５ａを過流量にて制御することにより、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ，１ｂ ターボ圧縮機
６ａ，６ｂ 蒸発器
８ａ，８ｂ 凝縮器
１９ａ 温水ポンプ
２５ａ 冷水ポンプ
Ｒ１ 熱回収ターボ冷凍機（ダブルバンドル型冷凍機）
Ｒ２ 冷専ターボ冷凍機（他の冷熱出力機）
Ｈ１ ボイラ（他の温熱出力機）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルバンドル型冷凍機システムおよび熱源システムならびにこれらの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２に開示されているように、凝縮器に冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機が知られている。このようなダブルバンドル型冷凍機は、温熱負荷需要に対応するために他の温熱出力機（例えば温熱出力専用のボイラ）や、冷熱負荷需要に対応するために他の冷熱出力機（例えば冷熱出力専用とされた冷専ターボ冷凍機）と共に、熱源システムを構成することが多い。このような熱源システムでは、ダブルバンドル型冷凍機に接続された温水ポンプから供給される温水と、他の温熱出力機に接続された温水ポンプから供給される温水とを合流させた温水が温熱負荷に供給される。また、ダブルバンドル型冷凍機に接続された冷水ポンプから供給される冷水と、他の冷熱出力機に接続された冷水ポンプから供給される冷水とを合流させた冷水が冷熱負荷に供給される。一方、温水ポンプや冷水ポンプは、一般に、接続される熱源機（各冷凍機やボイラ）の定格負荷に対応した流量が定格流量とされており、それ以上の流量供給については想定されていない。
このような従来の熱源システムでは、ダブルバンドル型冷凍機の温水ポンプの定格流量を超えた温水流量が温熱負荷から要求された場合には、この温水流量需要を満たすため他の温熱出力機であるボイラを起動させる必要がある。
また、ダブルバンドル型冷凍機の冷水ポンプの定格流量を超えた冷水流量が冷熱負荷から要求された場合には、この冷熱流量需要を満たすため他の冷熱出力機である冷専ターボ冷凍機を起動させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１１７０６９号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３３２５３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、温水流量需要を満たすためにボイラを起動させると、熱源システム全体の効率が低下する。なぜなら、ダブルバンドル型冷凍機としてターボ冷凍機のようにヒートポンプ運転を行う冷凍機を採用した場合にはＣＯＰは１を大きくこえる（ターボ冷凍機では６程度）のに対し、ボイラは化石燃料の燃焼熱を利用するためＣＯＰが１を超えることはないからである。また、ボイラの運転に伴って起動する補機（温水ポンプ等）の消費動力も省エネルギーの観点から無視できない。
また、冷水流量需要を満たすために冷専ターボ冷凍機を起動させると、ダブルバンドル型冷凍機が負担する冷熱出力が相対的に減ることになり、ひいてはダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も低下することになる。ダブルバンドル型冷凍機の温熱出力が低下すると、効率の悪いボイラの温熱出力が相対的に増加することになり、上述の通り熱源システム全体の効率が低下する。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、温熱負荷から要求される温水流量や冷熱負荷から要求される冷水流量がダブルバンドル型冷凍機の温水ポンプ及び冷水ポンプの定格流量を超えた場合であっても、熱源システム全体の効率を向上させることができるダブルバンドル型冷凍機システムおよび熱源システムならびにこれらの制御方法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】
上記課題を解決するために、本発明のダブルバンドル型冷凍機システムおよび熱源システムならびにこれらの制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるダブルバンドル型冷凍機システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプとを備え、前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機、及び、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とともに温水および冷水を供給するダブルバンドル型冷凍機システムにおいて、前記温水ポンプおよび／または前記冷水ポンプは、前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされていることを特徴とする。
【０００７】
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量を超えた場合であっても、温水ポンプを過流量とすることによって他の温熱出力機（例えばボイラ）の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量を超えた場合であっても、冷水ポンプを過流量とすることによってダブルバンドル型冷凍機の冷熱出力を増大させることにより、他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。この冷熱出力の増大に伴いダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も増大させることにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
以上のように、温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができ、かつ他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の熱源システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機と、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とを備えた熱源システムにおいて、前記温水ポンプおよび／または前記冷水ポンプは、前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされていることを特徴とする。
【０００９】
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量を超えた場合であっても、温水ポンプを過流量とすることによって他の温熱出力機（例えばボイラ）の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量を超えた場合であっても、冷水ポンプを過流量とすることによってダブルバンドル型冷凍機の冷熱出力を増大させることにより、他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。この冷熱出力の増大に伴いダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も増大させることにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
以上のように、温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができ、かつ他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明のダブルバンドル型冷凍機システムの制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプとを備え、前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機、及び、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とともに温水および冷水を供給するダブルバンドル型冷凍機システムの制御方法において、前記温水ポンプは、前記温熱負荷から要求される温水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転され、かつ／または、前記冷水ポンプは、前記冷熱負荷から要求される冷水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転されることを特徴とする。
【００１１】
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量を超えた場合であっても、温水ポンプを過流量とすることによって他の温熱出力機（例えばボイラ）の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量を超えた場合であっても、冷水ポンプを過流量とすることによってダブルバンドル型冷凍機の冷熱出力を増大させることにより、他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。この冷熱出力の増大に伴いダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も増大させることにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
以上のように、温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができ、かつ他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の熱源システムの制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機と、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とを備えた熱源システムの制御方法において、前記温水ポンプは、前記温熱負荷から要求される温水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転され、かつ／または、前記冷水ポンプは、前記冷熱負荷から要求される冷水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転されることを特徴とする。
【００１３】
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量を超えた場合であっても、温水ポンプを過流量とすることによって他の温熱出力機（例えばボイラ）の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量を超えた場合であっても、冷水ポンプを過流量とすることによってダブルバンドル型冷凍機の冷熱出力を増大させることにより、他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。この冷熱出力の増大に伴いダブルバンドル型冷凍機の温熱出力も増大させることにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる。
以上のように、温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができ、かつ他の冷熱出力機の冷熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
温水ポンプおよび／または冷水ポンプを過流量にて制御することにより、ボイラ等の他の温熱出力機の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態であるダブルバンドル型冷凍機を備えた熱源システムの概略構成を示した図である。
【図２】表１の運転状態ｉを示したグラフである。
【図３】表１の運転状態ｉｉを示したグラフである。
【図４】表１の運転状態ｖを示したグラフである。
【図５】表１の運転状態ｉｉｉを示したグラフである。
【図６】表１の運転状態ｖｉｉを示したグラフである。
【図７】表１の運転状態ｉｖ示したグラフである。
【図８】表１の運転状態ｉｘを示したグラフである。
【図９】表１の運転状態ｘを示したグラフである。
【図１０】表１の運転状態ｘｉを示したグラフである。
【図１１】表１の運転状態ｘｉｉを示したグラフである。
【図１２】表１の運転状態ｘｉｉｉを示したグラフである。
【図１３】表１の運転状態ｘｖを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、ダブルバンドル型とされた熱回収ターボ冷凍機（ダブルバンドル型冷凍機）Ｒ１と、冷水出力専用とされた冷専ターボ冷凍機（他の冷熱出力機）Ｒ２と、温水出力専用とされたボイラ（他の温熱出力機）Ｈ１とを備えた熱源システムが示されている。熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水出力とボイラＨ１の温水出力は、温水往ヘッダ２及び温水還ヘッダ３を介して共通の温熱負荷５０に接続され、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水出力と冷専ターボ冷凍機Ｒ２の冷水出力は、冷水往ヘッダ４及び冷水還ヘッダ５を介して共通の冷熱負荷５２に接続されている。
【００１７】
熱回収ターボ冷凍機Ｒ１は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機１ａと、ターボ圧縮機１ａによって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮する凝縮器８ａと、凝縮器８ａからの液冷媒を膨張させる膨張弁（図示せず）と、この膨張弁によって膨張させられた液冷媒を蒸発させる蒸発器６ａとを備えている。ここでターボ圧縮機１ａは、一定速回転もしくはインバータによる可変速回転により駆動される。
【００１８】
凝縮器８ａには、冷却水が流れる冷却水用伝熱管１０ａが設けられている。冷却水用伝熱管１０ａは、冷却水配管１１ａによって冷却塔１２ａと接続されている。冷却水は、冷却塔１２ａにおいて外部へと排熱された後に、冷却水配管１１ａを通って冷却水用伝熱管１０ａへと導かれ、凝縮器８ａ内で冷媒から凝縮潜熱を除去する。そして、冷却水は、冷却水配管１１ａを通って冷却塔１２ａへと再び導かれる。
冷却水配管１１ａには、冷却水ポンプ１４ａが設けられている。この冷却水ポンプ１４ａは、インバータ駆動によって吐出流量が可変とされている。
【００１９】
凝縮器には、温水が流れる温水出力用伝熱管１５ａが設けられている。温水出力用伝熱管１５ａは、温水配管１７ａを介して、温熱負荷５０と接続された温水往ヘッダ２及び温水還ヘッダ３に接続されている。温水は、温熱負荷５０にて温熱を供給した後、温水還ヘッダ３及び温水配管１７ａを通って温水出力用伝熱管１５ａへと導かれ、凝縮器８ａ内で冷媒から凝縮潜熱を温熱として受け取る。そして、温水は、温水配管１７ａ及び温水往ヘッダ２を通って温熱負荷５０へと再び導かれる。
温水配管１７ａには、温水ポンプ１９ａ（以下「温水Ｐ１」ともいう。）が設けられている。この温水ポンプ１９ａは、インバータ駆動によって吐出流量が可変とされている。さらに、温水ポンプ１９ａは、定格流量を超えた流量（すなわち過流量）を流すことができるようになっている。ここで、「過流量」とは、次のような意味である。熱源システムは、外部負荷の規模に応じて設計時に熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の最大負荷（負荷率１００％）が決定される。この最大負荷のときに温水ポンプ１９ａが負担する冷却水流量を定格流量（１００％流量）とする。この定格流量を超える流量を過流量という。
【００２０】
蒸発器６ａには、冷水が流れる冷水出力用伝熱管２１ａが設けられている。冷水出力用伝熱管２１ａは、冷水配管２３ａによって、冷熱負荷５２と接続された冷水往ヘッダ４及び冷水還ヘッダ５と接続されている。冷水は、冷水負荷５２にて冷熱を供給した後、冷水還ヘッダ５及び冷水配管２３ａを通って冷水出力用伝熱管２１ａへと導かれ、蒸発器６ａ内で冷媒から蒸発潜熱を冷熱として受け取る。そして、冷水は、冷水配管２３ａ及び冷水往ヘッダ４を通って冷熱負荷５２へと再び導かれる。冷熱負荷５２へ供給される冷水の定格温度としては、例えば７℃とされる。
冷水配管２３ａには、冷水ポンプ２５ａ（以下「冷水Ｐ１」ともいう。）が設けられている。この冷水ポンプ２５ａは、インバータ駆動によって吐出流量が可変とされている。さらに、冷水ポンプ２５ａは、定格流量を超えた流量（すなわち過流量）を流すことができるようになっている。ここで、「過流量」とは、次のような意味である。熱源システムは、外部負荷の規模に応じて設計時に熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の最大負荷（負荷率１００％）が決定される。この最大負荷のときに冷水ポンプ２５ａが負担する冷水流量を定格流量（１００％流量）とする。この定格流量を超える流量を過流量という。
【００２１】
ボイラＨ１は、都市ガスや重油等の化石燃料を燃焼させることによって得られる燃焼熱から温熱を得るものである。ボイラＨ１によって加熱された温水は、温水配管３０に設けられた温水ポンプ３２によって供給され、温水配管３０から温水往ヘッダ２、温熱負荷５０、温水還ヘッダ３、温水配管３０の順に循環する。この温水ポンプ３２は、インバータ駆動によって吐出流量が可変とされている。
【００２２】
冷専ターボ冷凍機Ｒ２は、凝縮器８ｂに接続される伝熱管か冷却水用伝熱管１０ｂのみとされ、温水出力用の伝熱管が設けられていない点で熱回収ターボ冷凍機Ｒ１と異なり、他は熱回収ターボ冷凍機Ｒ１と同様の構成を有している。したがって、対応する機器には同一の数字に“ｂ”の添え字を加えて示し、その説明を省略する。また熱熱回収ターボ冷凍機Ｒ１と同様に、ターボ圧縮機１ｂは、一定速回転もしくはインバータによる可変速回転により駆動される。
冷却水ポンプ１４ｂおよび冷水ポンプ２５ｂは、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷却水ポンプ１４ａおよび冷水ポンプ２５ａと同様に、インバータ駆動とされている。さらに、冷水ポンプ２５ａは、過流量を流すことができるようになっている。冷水ポンプ２５ｂの過流量は、外部負荷の規模に応じて設計時に熱冷専ターボ冷凍機Ｒ２の最大負荷（負荷率１００％）が決定され、この最大負荷のときに冷水ポンプ２５ｂが負担する流量を定格流量（１００％流量）とし、この定格流量を超える流量とされる。
【００２３】
上記構成の熱源システムは、温熱負荷５０の温熱需要、冷熱負荷５２の冷熱需要に応じて、運転状態が適宜変更される。下表には、温熱負荷、温水流量、冷熱負荷および冷熱流量に応じて運転状態が分類されている。
【表１】
【００２４】
同表に示されたｉ〜ｘｖｉまでの各セルには、各冷水ポンプ２５ａ，２５ｂや温水ポンプ１９ａで過流量を用いない場合（比較例）が上段に、過流量を用いる場合（本発明）が下段に示されている。なお、理解の容易のために、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１およびボイラＨ１の１００％負荷率（定格）での温熱出力は共に同等とし、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１および冷専ターボ冷凍機Ｒ２の１００％負荷率（定格）での冷熱出力は共に同等とする。各冷水ポンプ２５ａ，２５ｂの流量についても、定格１００％流量での体積流量は同等とし、各温水ポンプ１９ａ，３２の定格１００％流量での体積流量も同等とする。もちろん、本発明はこれらに限定されるものではなく、それぞれの温熱定格出力、冷熱定格出力、冷水定格流量および温水定格流量は異なっていても良い。
【００２５】
［運転状態ｉ］
まず、表１の運転状態ｉについて図２を参照して説明する。同図では、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の場合が白抜きで示され、冷専ターボ冷凍機Ｒ２の場合が黒塗りで示され、ボイラ（温熱専用機）Ｈ１が灰色で示されている。この図示方法は、図３以降のグラフについても同様である。
この運転状態は、冷熱負荷の需要が１００％以上となっており（図２では１２０％）、１台のターボ冷凍機では冷熱負荷需要を満たすことができないので、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１及び冷専ターボ冷凍機Ｒ２を共に運転させる必要がある。
冷水流量の需要についても１００％以上となっており（図２では２００％）、１台の冷水ポンプでは冷水流量需要を満たすことができないので、両冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１），２５ｂ（冷水Ｐ２）を共に駆動させる必要がある。
また、温熱負荷の需要も１００％以上となっており（図２では１４０％）、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでは温熱負荷需要を満たすことができないので、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１及びボイラＨ１を共に運転させる必要がある。
温水流量の需要についても１００％以上となっており（図２では２００％）、１台の温水ポンプでは温水流量需要を満たすことができないので、両温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１），３２を共に駆動させる必要がある。
【００２６】
図２（ａ）に示されているように、冷水ポンプ２５ａ，２５ｂ、温水ポンプ１９ａ（以下、これらを単に「熱媒ポンプ」という場合がある。）の過流量制御を行わない比較例の場合、冷水流量については、２００％の冷水流量需要を満たすために、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ及び冷専ターボ冷凍機Ｒ２の冷水ポンプ２５ｂを共に定格の１００％とする。
冷熱出力については、それぞれ同等に按分して６０％ずつとする。
温熱出力については、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力が６０％とされているので熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力も６０％とされ一方で、ボイラＨ１の温熱出力は温熱需要の１４０％を満たすために８０％とされる。
温水流量については、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１及びボイラＨ１のそれぞれの温熱出力に応じて按分される。
【００２７】
これに対して、本発明では、図２（ｂ）に示されているように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａを過流量とする。これにより、ボイラＨ１の温熱出力を４０％まで減少させ、これに伴いボイラＨ１の温水ポンプ３２の温水流量も減少させる。このように、温水ポンプ１９ａの過流量制御によって、ボイラＨ１の負荷率およびボイラＨ１の温水ポンプ３２の消費動力を減少させることができる。
熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％としたことに伴い、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａを過流量として冷熱出力１００％とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１を効率の高い定格点で運転させることができ、また冷専ターボ冷凍機Ｒ２の負荷率および冷水ポンプ２５ｂの消費動力を減少させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）及び温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、熱源システム全体としての効率を向上させることができる。
【００２８】
［運転状態ｉｉ］
次に、表１の運転状態ｉｉについて図３を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷、冷水流量、温熱負荷については、運転状態ｉと同様に１００％以上となっている。しかし、温水流量の需要については、運転状態ｉと異なり、１００％以下となっている（図３では１００％）。
【００２９】
この場合には、本発明では図３（ｂ）に示されているように熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力が１００％となるまで冷水ポンプ２５ａ（冷水ポンプＰ１）を過流量とする。このように熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を増加させて１００％とすることにより、排熱側となる熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を６０％（図３（ａ）参照）から１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１の温熱負荷を減少させることができる。また、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱負荷の増加に伴い温水ポンプ１９ａの流量も増加させ、ボイラＨ１の温水ポンプ３２の流量を相対的に減少させて消費動力を減少させる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、熱源システム全体としての効率を向上させることができる。
【００３０】
［運転状態ｖ］
次に、表１の運転状態ｖについて図４を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷、温熱負荷、温水流量については、運転状態ｉと同様に１００％以上となっている。しかし、冷水流量の需要については、運転状態ｉと異なり、１００％以下となっている（図４では１００％）。
【００３１】
この場合には、本発明では図４（ｂ）に示されているように熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａ（温水ポンプＰ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を６０％（図４（ａ）参照）から１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１の温熱負荷を減少させることができる。また、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）の流量を増加させたことに伴い、ボイラＨ１の温水ポンプ３２の流量を相対的に減少させて消費動力を減少させる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、熱源システム全体としての効率を向上させることができる。
【００３２】
［運転状態ｉｉｉ］
次に、表１の運転状態ｉｉｉについて図５を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷、冷水流量および温水流量については、運転状態ｉと同様に１００％以上となっている。しかし、運転状態ｉと異なり、温熱負荷が１００％以下となっている（図５では１００％）。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、温熱負荷の需要が１００％とされ１台分の温熱出力とされているにもかかわらず、温水流量需要が１００％を超え２台分となっているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなくボイラＨ１も起動させる必要がある。
これに対して、本発明では、図５（ｂ）に示すように、温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａ（温水ポンプＰ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１を停止させることができる。
また、温熱出力を増大したことに伴い、この温熱出力に見合うように冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量として熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を増大させる（図５（ｂ）では１００％）。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）及び冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、ボイラＨ１を停止させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００３４】
［運転状態ｖｉｉ］
次に、表１の運転状態ｖｉｉについて図６を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷および温水流量については１００％以上となっているが、温熱負荷および冷水流量が１００％以下となっている。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、運転状態ｉｉｉと同様に、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、温熱出力の需要が１００％とされ１台分の温熱出力とされているにもかかわらず、温水流量需要が１００％を超え２台分となっているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなくボイラＨ１も起動させる必要がある。
これに対して、本発明では、図６（ｂ）に示すように、温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａ（温水ポンプＰ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１を停止させることができる。
また、温熱出力を増大したことに伴い、この温熱出力に見合うように熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を増大させる（図６（ｂ）では１００％）。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、ボイラＨ１を停止させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００３６】
［運転状態ｉｖ］
次に、表１の運転状態ｉｖについて図７を参照して説明する。
この運転状態は、冷熱負荷および冷水流量については１００％以上とされているが、温熱負荷および温水流量が１００％以下となっている（図７では１００％）。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、冷水流量需要の２００％を満たすために両冷水ポンプ２５ａ，２５ｂの流量を１００％ずつとするしかない。このため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１及び冷専ターボ冷凍機Ｒ２の冷熱出力は同等負荷の運転となり、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで引き上げることができない。したがって、温熱需要は１００％とされ１台で賄えるにもかかわらず温熱出力需要を満たすためにボイラＨ１を運転せざるを得なくなる。
これに対して、本発明では、図７（ｂ）に示すように、冷熱出力が１００％となるまで冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、ボイラＨ１を停止させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００３８】
［運転状態ｉｘ］
次に、表１の運転状態ｉｘについて図８を参照して説明する。
この運転状態は、温熱負荷、冷水流量および温水流量については１００％以上となっているが、冷熱負荷が１００％以下となっている（図８では１００％）。
【００３９】
図８（ａ）に示すように、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、冷熱負荷が１００％以下とされ１台で賄えるにもかかわらず、１００％以上の冷水流量需要を満たすために両冷水ポンプ２５ａ，２５ｂを駆動する必要がある。このため冷専ターボ冷凍機Ｒ２も運転させることになり、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を上げられないため熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が頭打ちとなる。したがって、ボイラＨ１の温熱出力を減らすことができない。
これに対して、本発明では、図８（ｂ）に示すように、温熱出力が１００％となるまで温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とする。これにより、ボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、効率の悪いボイラＨ１を停止させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４０】
［運転状態ｘ］
次に、表１の運転状態ｘについて図９を参照して説明する。
この運転状態は、温熱負荷および冷水流量については１００％以上となっているが、冷熱負荷および温水流量が１００％以下となっている（図９では１００％）。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、熱媒ポンプの過流量制御を行わない比較例では、冷熱負荷が１００％以下とされ１台で賄えるにもかかわらず、１００％以上の冷水流量需要を満たすために両冷水ポンプ２５ａ，２５ｂを駆動する必要がある。このため冷専ターボ冷凍機Ｒ２も運転させることになり、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を上げられないため熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が頭打ちとなる。したがって、ボイラＨ１の温熱出力を減らすことができない。
これに対して、本発明では、図９（ｂ）に示すように、冷熱出力が１００％となるまで冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とする。これにより、冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させることができる。また、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力の増加に伴い温熱出力も増加させることができるので、ボイラＨ１の温熱出力を相対的に低下させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させるとともに、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４２】
［運転状態ｘｉ］
次に、表１の運転状態ｘｉについて図１０を参照して説明する。
この運転状態は、冷水流量および温水流量が１００％以上となっているが、冷熱負荷および温熱負荷が１００％以下となっている（図１０では１００％）。
【００４３】
図１０（ａ）に示すように、冷熱負荷および温熱負荷がともに１００％以下とされそれぞれ１台で賄えるにもかかわらず、冷水流量および温水流量が１００％以上とされているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなく冷専ターボ冷凍機Ｒ２およびボイラＨ１も運転させる必要がある。
これに対して、本発明では、図１０（ｂ）に示すように、冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）及び温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とする。これにより、冷熱負荷を熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことにより冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させることができる。また、「冷熱負荷≧温熱負荷」となっている場合には、図１０（ｂ）に示すように、温熱負荷も熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことによりボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）および温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させるとともに、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下（または停止）させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４４】
［運転状態ｘｉｉ］
次に、表１の運転状態ｘｉｉについて図１１を参照して説明する。
この運転状態は、冷水流量のみが１００％以上となっているが、冷熱負荷、温熱負荷および温水流量は１００％以下となっている（図１１では、それぞれが１００％）。
【００４５】
図１１（ａ）に示すように、冷熱負荷および温熱負荷がともに１００％以下とされそれぞれ１台で賄えるにもかかわらず、冷水流量が１００％以上とされているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなく冷専ターボ冷凍機Ｒ２も運転させる必要がある。そのため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を上げられず、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力が頭打ちとなる。したがって、ボイラＨ１も運転させざるを得ない。
これに対して、本発明では、図１１（ｂ）に示すように、冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とする。これにより、冷熱負荷を熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことにより冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させることができる。また、「冷熱負荷≧温熱負荷」となっている場合には、図１１（ｂ）に示すように、温熱負荷も熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことによりボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷水ポンプ２５ａ（冷水Ｐ１）を過流量とすることにより、冷専ターボ冷凍機Ｒ２を停止させるとともに、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下（または停止）させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４６】
［運転状態ｘｉｉｉ］
次に、表１の運転状態ｘｉｉｉについて図１２を参照して説明する。
この運転状態は、温熱負荷および温水流量が１００％以上となっているが、冷熱負荷および冷水流量は１００％以下となっている（図１２では、それぞれが１００％）。
【００４７】
図１２（ａ）に示すように、冷熱負荷および冷水流量は１台で賄えるにもかかわらず、温熱負荷が１００％以上となっているので、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなくボイラＨ１をも運転させる必要がある。
これに対して、本発明では、図１２（ｂ）に示すように、温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を１００％まで増加させることができ、ボイラＨ１の温熱出力を相対的に減少させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００４８】
［運転状態ｘｖ］
次に、表１の運転状態ｘｖについて図１３を参照して説明する。
この運転状態は、温水流量のみが１００％以上となっているが、冷熱負荷、温熱負荷および冷水流量は１００％以下となっている（図１３では、それぞれが１００％）。
【００４９】
図１３（ａ）に示すように、冷熱負荷および温熱負荷がともに１００％以下とされそれぞれ１台で賄えるにもかかわらず、温水流量が１００％以上とされているため、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１だけでなくボイラＨ１も運転させる必要がある。
これに対して、本発明では、図１３（ｂ）に示すように、温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とする。これにより、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力を上昇させることにより、ボイラＨ１の温熱出力を相対的に減少させることができる。また、「冷熱負荷≧温熱負荷」となっている場合には、図１３（ｂ）に示すように、温熱負荷の全てを熱回収ターボ冷凍機Ｒ１のみで賄うことによりボイラＨ１を停止させることができる。
以上のように、熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温水ポンプ１９ａ（温水Ｐ１）を過流量とすることにより、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低下（または停止）させることができ、熱源システムの効率を向上させることができる。
【００５０】
［運転状態ｖｉ，ｖｉｉｉ，ｘｉｖ，ｘｖｉ］
表１の運転状態ｖｉ，ｖｉｉｉ，ｘｉｖ，ｘｖｉについては、冷水流量および温水流量のいずれもが１００％を超えることはないので、熱媒ポンプである冷水ポンプ２５ａ及び温水ポンプ１９ａを過流量とする必要はない。したがって、これらの運転状態は、従来の運転方法と異なるところがない。
【００５１】
以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
温熱負荷から要求される温水流量が定格流量である１００％を超えた場合であっても、温水ポンプ１９ａを過流量とすることによってボイラＨ１の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる（運転状態ｉ，ｉｉｉ，ｖ，ｖｉｉ，ｉｘ，ｘｉ，ｘｉｉｉ，ｘｖ参照）。
冷熱負荷から要求される冷水流量が定格流量である１００％を超えた場合であっても、冷水ポンプ２５ａを過流量とすることによって熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の冷熱出力を増大させ、この冷熱出力の増大に伴い熱回収ターボ冷凍機Ｒ１の温熱出力も増大させることにより、ボイラＨ１の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができる（運転状態ｉ，ｉｉ，ｉｉｉ，ｉｖ，ｉｘ，ｘ，ｘｉ，ｘｉｉ）。
以上のように、温水ポンプ１９ａおよび／または冷水ポンプ２５ａを過流量にて制御することにより、効率の悪いボイラＨ１の温熱出力を低減させ、或いは停止させることができるので、熱源システム全体の効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ，１ｂ ターボ圧縮機
６ａ，６ｂ 蒸発器
８ａ，８ｂ 凝縮器
１９ａ 温水ポンプ
２５ａ 冷水ポンプ
Ｒ１ 熱回収ターボ冷凍機（ダブルバンドル型冷凍機）
Ｒ２ 冷専ターボ冷凍機（他の冷熱出力機）
Ｈ１ ボイラ（他の温熱出力機）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、
前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、
前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、
を備え、
前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機、及び、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とともに温水および冷水を供給するダブルバンドル型冷凍機システムにおいて、
前記温水ポンプおよび／または前記冷水ポンプは、前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされていることを特徴とするダブルバンドル型冷凍機システム。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、
前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、
前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、
前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機と、
前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機と、
を備えた熱源システムにおいて、
前記温水ポンプおよび／または前記冷水ポンプは、前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされていることを特徴とする熱源システム。
【請求項３】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、
前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、
前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、
を備え、
前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機、及び、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とともに温水および冷水を供給するダブルバンドル型冷凍機システムの制御方法において、
前記温水ポンプは、前記温熱負荷から要求される温水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転され、
かつ／または、
前記冷水ポンプは、前記冷熱負荷から要求される冷水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転されることを特徴とするダブルバンドル型冷凍機システムの制御方法。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、
前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、
前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、
前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機と、
前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機と、
を備えた熱源システムの制御方法において、
前記温水ポンプは、前記温熱負荷から要求される温水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転され、
かつ／または、
前記冷水ポンプは、前記冷熱負荷から要求される冷水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転されることを特徴とする熱源システムの制御方法。
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、
前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、
前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、
を備え、
前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機、及び、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とともに温水および冷水を供給するダブルバンドル型冷凍機システムにおいて、
前記温水ポンプおよび／または前記冷水ポンプは、前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされていることを特徴とするダブルバンドル型冷凍機システム。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、
前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、
前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、
前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機と、
前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機と、
を備えた熱源システムにおいて、
前記温水ポンプおよび／または前記冷水ポンプは、前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた過流量にて運転可能とされていることを特徴とする熱源システム。
【請求項３】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、
前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、
前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、
を備え、
前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機、及び、前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機とともに温水および冷水を供給するダブルバンドル型冷凍機システムの制御方法において、
前記温水ポンプは、前記温熱負荷から要求される温水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転され、
かつ／または、
前記冷水ポンプは、前記冷熱負荷から要求される冷水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転されることを特徴とするダブルバンドル型冷凍機システムの制御方法。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器、凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を有し、前記凝縮器には冷却水用伝熱管および温水出力用伝熱管が設けられ、前記蒸発器には冷水出力用伝熱管が設けられたダブルバンドル型冷凍機と、
前記温水出力用伝熱管内を流れる温水を温熱負荷へ送水する温水ポンプと、
前記冷水出力用伝熱管内を流れる冷水を冷熱負荷へ送水する冷水ポンプと、
前記温熱負荷に対して温熱を出力する他の温熱出力機と、
前記冷熱負荷に対して冷熱を出力する他の冷熱出力機と、
を備えた熱源システムの制御方法において、
前記温水ポンプは、前記温熱負荷から要求される温水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転され、
かつ／または、
前記冷水ポンプは、前記冷熱負荷から要求される冷水流量が前記ダブルバンドル型冷凍機の定格負荷における定格流量を超えた場合に、該定格流量を超えた過流量にて運転されることを特徴とする熱源システムの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１０７８２９（Ｐ２０１２−１０７８２９Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７８７８（Ｐ２０１０−２５７８７８）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（３０１０４２６８６）株式会社三菱地所設計 (24)
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（３０１０４２６８６）株式会社三菱地所設計 (24)
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
[ Back to top ]