熱源システム
【課題】熱源システムにおける熱媒ポンプの運転台数制御で生じるエネルギロスを回避して、省エネルギ化を促進する。
【解決手段】運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）を閾値流量として、負荷装置の負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させるポンプ制御手段５を設ける。また、このポンプ制御手段５は、負荷流量Ｑを検出する流量検出手段ＦＳの検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整するポンプ出力制御を実行するものにする。
【解決手段】運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）を閾値流量として、負荷装置の負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させるポンプ制御手段５を設ける。また、このポンプ制御手段５は、負荷流量Ｑを検出する流量検出手段ＦＳの検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整するポンプ出力制御を実行するものにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調設備などで用いる熱源システムに関し、詳しくは、熱源機で冷却又は加熱した熱媒を負荷装置に供給する熱媒送給路に複数の熱媒ポンプを並列配置で介装するとともに、負荷装置が必要とする熱媒流量である負荷流量の変化に応じて熱媒ポンプの運転台数を変更するポンプ制御手段を装備した熱源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱源システムでは熱負荷の増減に伴う負荷流量の変化に応じて熱媒ポンプの運転台数を変更するのに、次の（イ）〜（ハ）の如き制御方式を採っていた（特許文献１参照）。
【０００３】
（イ）図５に示すように各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力（一般的には定格最大出力）で運転した場合における熱媒送給流量Ｑと熱媒送給圧力Ｐとの相関を示す運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３（即ち、運転状態にある熱媒ポンプの全体を１台のポンプと見なしたときの流量と圧力に関するポンプ性能曲線）を設定する。
【０００４】
（ロ）負荷装置に供給する熱媒の送給圧力制御として、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷装置への熱媒送給圧力Ｐを一定の目標圧力Ｐｍｓに調整するいわゆる吐出圧一定制御を実施することに対し、上記運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３上で吐出圧一定制御の目標圧力Ｐｍｓ（一定）に対応する流量値Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を閾値流量とする。
【０００５】
（ハ）負荷流量Ｑを検出する流量検出手段の検出情報に基づき、上記閾値流量Ｑｓ′の各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ′よりも減少すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ′よりも増加すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させる。
換言すれば、負荷流量Ｑが各閾値流量Ｑｓ′よりも減少するごとに熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台ずつ減少させ、かつ、負荷流量Ｑが各閾値流量Ｑｓ′よりも増加するごとに熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台ずつ増加させる。
【０００６】
つまり、この従来方式では、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分（一般的には等間隔配分）で閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を設定し、これら閾値流量Ｑｓ′を台数変更指標として負荷流量Ｑの変化に応じ熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更していた。
【０００７】
また、上記の吐出圧一定制御に代え、送給圧力制御として、同図５に示すように負荷流量Ｑと、その負荷流量Ｑの熱媒を負荷装置に供給するのに必要な送給圧力Ｐとの相関を示すポンプ制御線Ｍを配管抵抗等も考慮した状態で設定し、このポンプ制御線Ｍ上で各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対応する圧力値を目標圧力Ｐｍとして、熱媒送給圧力Ｐの検出情報に基づき負荷装置への熱媒送給圧力Ｐを各時点の目標圧力Ｐｍ（即ち、負荷流量Ｑの変化に伴い変化する目標圧力）に調整する改良システムも提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
しかし、この改良システムにしても熱媒ポンプの運転台数制御ついては前述の従来方式を踏襲しており、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分で設定した閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を台数変更指標として、負荷流量Ｑの変化に応じ熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更していた。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５８−９３９７４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】
【００１０】
しかし、上記従来方式のポンプ運転台数制御では、閾値流量Ｑｓ′（Ｑ１′〜Ｑ３′）と負荷流量Ｑとの比較により決定される熱媒ポンプの運転台数Ｎより仮に少ない運転台数Ｎ−１で熱媒ポンプを運転しても、流量面及び圧力面の夫々について何ら問題なく負荷装置に熱媒を供給できる状況（即ち、閾値流量Ｑｓ′と負荷流量Ｑとの比較により決定される運転台数Ｎが実際に必要なポンプ運転台数よりも過大となる状況）が頻繁に生じていた。
【００１１】
そして、このように必要以上の運転台数Ｎで熱媒ポンプが運転されると、個々の出力を絞った状態で複数の熱媒ポンプを運転することになってポンプ効率の低下を招いたり、また、余剰のポンプ出力が大きくなって熱媒ポンプの出力ロスが増大する、あるいはまた、個々の熱媒ポンプの運転で生じる不可避的なエネルギロスの合計が増大するといったことを招き、この点、省エネルギ化を図る上で改善の余地があった。
【００１２】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、熱媒ポンプの運転台数変更において合理的な制御形態を採ることで、上記の如き問題を解消して省エネルギ化を促進する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１特徴構成は熱源システムに係り、その特徴は、
熱源機で冷却又は加熱した熱媒を負荷装置に供給する熱媒送給路に複数の熱媒ポンプを並列配置で介装するとともに、
前記負荷装置が必要とする熱媒流量である負荷流量の変化に応じて前記熱媒ポンプの運転台数を変更するポンプ制御手段を装備した熱源システムであって、
各運転台数での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転した場合における熱媒送給流量と熱媒送給圧力との相関を示す運転台数毎のポンプ性能曲線を設定するとともに、
前記負荷流量とその負荷流量の熱媒を前記負荷装置に供給するのに必要な送給圧力との相関を示すポンプ制御線を設定して、
これら運転台数毎のポンプ性能曲線とポンプ制御線との各交点における流量値又はその近傍流量値の夫々を閾値流量として設定し、
これらの設定に対して前記ポンプ制御手段は、ポンプ運転台数制御として、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき、
前記閾値流量の各々について、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある点にある。
【００１４】
つまり、この構成において（図２参照）、上記した運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの交点Ｘ１〜Ｘ３の夫々は、各運転台数Ｎ（Ｎ＝１，２，３）での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力運転する状況下でポンプ制御線Ｍが示す流量・圧力相関（即ち、負荷流量Ｑとその負荷流量Ｑの熱媒を負荷装置に供給するのに必要な送給圧力との相関）を満足することができる運転台数毎の上限的なポンプ運転状態を示す点となる。
【００１５】
したがって、これら各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々を閾値流量として、上記の如く、これら閾値流量Ｑｓの各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させるようにすれば、負荷流量Ｑの変化に応じた熱媒ポンプの運転台数変更において必要以上の運転台数Ｎで熱媒ポンプが運転されるといった状況が生じるのを回避しながら、負荷流量Ｑの熱媒を負荷装置に対して適切に供給することができる。
【００１６】
即ち、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分で台数変更指標としての閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を設定していた先述の従来方式では（図５参照）、閾値流量Ｑｓ′と負荷流量Ｑとの比較により決定される熱媒ポンプの運転台数Ｎより一台少ない運転台数で熱媒ポンプを運転しても、流量面及び圧力面の夫々について何ら問題なく負荷装置に熱媒を供給できる運転台数過大状況が図２におけるＱｓ１〜Ｑｓ１′の流量域、及び、Ｑｓ２〜Ｑｓ２′の流量域の夫々で生じており、これに対し上記構成によれば、このような状況が生じるのを回避することができて、熱媒ポンプの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化することができ、これにより、省エネルギ化を促進することができる。
【００１７】
なお、上記例では３台の熱媒ポンプを装備する場合を示したが、熱媒送給路に並列配置で介装する熱媒ポンプの台数は３台に限らず２台以上の複数であれば何台であってもよく、また、それら複数の熱媒ポンプは最大出力等の仕様が互いに異なるものであってもよい。
【００１８】
装備した複数の熱媒ポンプの全てを運転台数変更の対象ポンプとするに限らず、装備した熱媒ポンプのうちの一部の複数ポンプについてはシステム運転時において常時運転し、その他の複数ポンプのみを運転台数変更の対象とするようにしてもよい。
【００１９】
運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３は、運転熱媒ポンプの夫々を定格の最大出力で運転した場合における流量・圧力相関を示すもの、あるいは、運転熱媒ポンプの夫々を実質的な最大出力で運転した場合における流量・圧力相関を示すもののいずれであってもよい。
【００２０】
ポンプ制御線Ｍは実測により求めることが望ましいが、システムの実施を容易にするため、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的な曲線、折れ線、直線などを用いてもよい。また、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的なものを採用する場合、求めたポンプ制御線Ｍを実測データ等に基づき補正した上で使用するのが望ましい。
【００２１】
運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３、ポンプ制御線Ｍ、並びに、それらの交点Ｘ１〜Ｘ３は図上に描いたものである必要はなく、ポンプ制御手段が式や座標としてのみ認識するものであってもよく、また、これらポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３やポンプ制御線Ｍ、あるいは、それらの交点Ｘ１〜Ｘ３や閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々は、予め決定したものを初期設定的な入力によりポンプ制御手段に記憶させる方式、あるいは、所要データの入力によりポンプ制御手段に演算させる方式のいずれを採用してもよい。
【００２２】
台数変更指標としての閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）は、運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値と必ずしも厳密に合致させる必要はなく、例えば、安全率を見込んで各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値よりも若干小さい流量値を閾値流量Ｑｓにしたり、また逆に、各熱媒ポンプの実質の最大出力が定格の最大出力よりも大きいことを安全分として各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値よりも若干大きい流量値を閾値流量Ｑｓにするなど、各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値の近傍流量値を閾値流量Ｑｓにしてもよい。
【００２３】
負荷流量Ｑを検出する流量検出手段は、負荷装置における熱媒流量Ｑを直接的に検出するもの、あるいは、間接的に検出するもののいずれであってもよく、また、その検出方式の種々のものを採用することができる。
【００２４】
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量の変化に応じて調整するポンプ出力制御を実行する構成にしてある点にある。
【００２５】
つまり、この構成によれば、前記ポンプ運転台数制御に加え、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整するので、ある運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転する上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数よりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）よりも負荷流量Ｑが減少した状態では、少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下する。
【００２６】
即ち、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプを常に最大出力で運転するのに比べ、上記の出力低下分だけ運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができ、これにより、熱媒ポンプの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化し得る前記ポンプ運転台数制御と相まって、省エネルギ化を一層効果的に促進することができる。
【００２７】
なお、運転熱媒ポンプの出力を調整するには、負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を連続的に変更する調整形態あるいは段階的に変更する調整形態のいずれを採用してもよいが、いずれにしても前記ポンプ制御線Ｍを出力調整の基準線とする形態で負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を調整するのが望ましい。
【００２８】
負荷流量Ｑの変化に応じた運転熱媒ポンプの出力調整は、ポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転の全てについて実施するに限らず、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転のうちの一部の熱媒ポンプ運転についてのみ実施するようにしてもよい。
【００２９】
また、運転熱媒ポンプの出力を調整するには、インバータ制御（周波数制御）によるポンプ回転数の調整を初め、種々の出力調整方式を採用することができる。
【００３０】
この構成において用いる流量検出手段は、負荷装置における熱媒流量Ｑを直接的に検出するもの、あるいは、間接的に検出するもののいずれにしても種々の検出方式のものを採用することができ、また、第１特徴構成の実施において用いる流量検出手段を兼用するもの、あるいは、それとは別個のもののいずれであってもよい。
【００３１】
本発明の第３特徴構成は、第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ出力制御として、
前記負荷装置への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整して、前記負荷装置への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する送給圧力制御と、
前記流量検出手段の検出情報に基づき前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に応じて変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある点にある。
【００３２】
つまり、この構成では、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整する前記ポンプ出力制御として、１つは運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整することで、負荷装置への熱媒送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する送給圧力制御を実行させる。
【００３３】
そして、他の１つとして送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御を実行させ、このように負荷流量Ｑの変化に応じて目標圧力Ｐｍを変更する形態で上記送給圧力制御を実行させることにより、全体としては、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整する。
【００３４】
即ち、上記構成によれば、全体としては負荷流量Ｑの変化に応じたポンプ運転台数制御と同様、負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を調整するものの、制御端末では実質的に、負荷流量Ｑの変化に応じたポンプ運転台数制御とは異なり、前記ポンプ出力制御での運転熱媒ポンプの出力調整を熱媒送給圧力Ｐに応じて行なわせる形態となり、これにより、前記ポンプ運転台数制御及び前記ポンプ出力制御夫々の独立性を高めてシステム運転の安定性を高めることができる。
【００３５】
なお、この構成の実施において、送給圧力制御で調整する熱媒送給圧力Ｐ、目標変更制御で変更する送給圧力制御の目標圧力Ｐｍ、圧力検出手段が検出する熱媒送給圧力Ｐは、運転熱媒ポンプ全体としての吐出圧力に限られるものではなく、負荷装置の入口熱媒圧力や運転熱媒ポンプ全体としての入出口熱媒差圧などであってもよい。
【００３６】
本発明の第４特徴構成は、第３特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する構成にしてある点にある。
【００３７】
つまり（図２参照）、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させたときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓ、及び、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させたときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓはいずれも、略言すれば、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に相当する。
【００３８】
したがって、上記構成では、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓに対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）又は近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する。
【００３９】
即ち、このように送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを段階的に変更すれば、前記ポンプ出力制御として、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分だけ運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下するように少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができて、省エネルギ化を一層促進することができる。
【００４０】
また、上記構成では、熱媒ポンプの運転台数変更があったときのみ送給圧力制御の目標圧力Ｐｍが変更され、それ以外の定常運転状態では送給圧力制御の目標圧力Ｐｍが一定に維持される（言わば、熱媒ポンプ運転台数Ｎごとの個別の吐出圧一定制御となる）から、熱媒ポンプの運転台数変更には至らない小幅な負荷流量Ｑ変化が多い場合においてシステムの運転を安定化するのに有効である。
【００４１】
本発明の第５特徴構成は、第３特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記流量検出手段の検出情報に基づき、各時点の負荷流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力とする形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に伴い連続的に変更する構成にしてある点にある。
【００４２】
つまり、この構成によれば、各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐ又はその近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更するから、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）よりも減少した状態では、その流量減少分とその流量減少に対応する圧力減少分とについて、運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下するように少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができて、省エネルギ化を一層効果的に促進することができる。
【００４３】
本発明の第６特徴構成は、第３〜第５特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御として、
前記圧力検出手段により検出される熱媒送給圧力が前記送給圧力制御における目標圧力の設定許容範囲内にある状態において、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある点にある。
【００４４】
つまり、この構成では、前記送給圧力制御において負荷装置への熱媒送給圧力Ｐが目標圧力Ｐｍの設定許容範囲から外れている状況、即ち、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況では、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ（下限側の閾値流量）より減少したとしても、また、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ（上限側の閾値流量）より増加したとしても熱媒ポンプの運転台数変更は実施せず、現状の熱媒ポンプ運転台数が保持される。
【００４５】
したがって、この構成によれば、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況で熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更するために負荷装置に対する熱媒送給圧力Ｐがさらに不適切なものになるといったことを防止することができ、この点でシステム運転の安定性を高めることができる。
【００４６】
本発明の第７特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記熱媒送給路における熱媒ポンプ並列配置群の下流側部分と上流側部分とを短絡する短絡還流路を設けて、この短絡還流路に短絡流量調整弁を介装し、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、短絡還流量制御として、
前記負荷装置への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき前記短絡流量調整弁の開度を調整して前記負荷装置への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する短絡式の送給圧力制御と、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある点にある。
【００４７】
つまり、前述の如く（図２参照）、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させたときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓ、及び、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させたときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓはいずれも、略言すれば、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に相当する。
【００４８】
したがって、上記構成では、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓに対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）又は近傍圧力値を上記短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍとする形態で、その送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを熱媒ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００４９】
即ち、このように短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを段階的に変更すれば、複数の熱媒ポンプの夫々に出力固定型のポンプを用いる場合でも、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓより減少した状態では、その負荷流量Ｑの減少で生じる運転熱媒ポンプ全体としての熱媒送給流量うちの余剰分を短絡式の送給圧力制御による短絡流量調整弁の開度調整により短絡還流路を通じ逃がすことができて、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転の夫々につき負荷装置への熱媒送給圧力Ｐを熱媒ポンプ運転台数Ｎ毎の目標圧力Ｐｍに安定的に維持することができ、これによりシステムの運転を安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
〔第１実施形態〕
図１は空調用の熱源システムを示し、このシステムは熱源機としてインバータ装置ＩＮＶによる出力調整（即ち容量制御）が可能な複数の冷凍機Ｒを備え、各冷凍機Ｒには冷却水循環路１を介して冷却塔ＣＴを個別に接続してある。
【００５１】
２ａは各冷凍機Ｒから１次側冷水往路３ａを通じて並列的に供給される冷水Ｃを受け入れる１次側ヘッダ、２ｂは複数の冷水中継路３ｂを通じて１次側ヘッダ２ａから冷水Ｃの供給を受ける２次側ヘッダであり、この２次側ヘッダ２ｂから空調機等の複数の負荷装置Ｕに対し熱媒としての冷水Ｃを２次側冷水往路３ｃを通じて並列的に送給することで、各負荷装置Ｕでは供給冷水Ｃの保有冷熱を冷房等の所要目的に消費する。
【００５２】
２ｃは冷熱消費で昇温した冷水Ｃを各負荷装置Ｕから２次側冷水還路３ｄを通じて受け入れ、その受け入れ冷水Ｃを１次側冷水還路３ｅを通じて各冷凍機Ｒに戻す還側ヘッダであり、冷凍機Ｒと負荷装置Ｕとを結ぶ冷水循環系は１次側ヘッダ２ａと還側ヘッダ２ｃとを境として冷凍機Ｒの側である１次側（換言すれば熱源側）と負荷装置Ｕの側である２次側（換言すれば負荷側）とに区分される。
【００５３】
この熱源システムの構成機器としては冷凍機Ｒ、冷却塔ＣＴ、負荷装置Ｕの他、各冷凍機Ｒへの１次側冷水還路３ｅに介装した１次ポンプＪＡ、２次側冷水往路３ｃとともに負荷装置Ｕへの熱媒送給路を構成する並列の冷水中継路３ｂ夫々に介装した２次ポンプＪＢ、各冷却水循環路１に介装した冷却水ポンプＪＣなどを備え、これらポンプＪＡ，ＪＢ，ＪＣは各々に装備のインバータ装置ＩＮＶを用いた周波数制御によるポンプモータの回転数調整でポンプ出力を連続的に調整し得る可変ポンプにしてある。
【００５４】
なお、冷却塔ＣＴ、冷却水ポンプＪＣ、１次ポンプＪＡの夫々は対応する冷凍機Ｒの発停に応じて発停され、２次ポンプＪＢは負荷装置Ｕの側の必要冷水流量である負荷流量Ｑに応じて運転台数制御されるとともに出力制御される。
【００５５】
Ｖａは１次側冷水往路３ａの夫々に装備した開閉弁であり、これら開閉弁Ｖａは対応する冷凍機Ｒ及び１次ポンプＪＡの運転時に開弁される。
【００５６】
Ｖｂは各負荷装置Ｕに装備した流量調整弁であり、１次ポンプＪＡ及び２次ポンプＪＢによる冷水循環の下で、これら流量調整弁Ｖｂにより各負荷装置Ｕの冷水流量ｑ（即ち、負荷装置Ｕ個々の負荷流量）が各負荷装置Ｕの熱負荷ｇ（即ち、負荷装置Ｕ個々の必要冷熱量）に応じて調整される。
【００５７】
Ｖｓは１次側ヘッダ２ａと２次側ヘッダ２ｂとにわたらせた短絡還流路３ｆに装備した流量バランス調整用の短絡流量調整弁であり、この短絡流量調整弁Ｖｓは後述の圧力センサＰＳにより検出される負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐ（本例では２次側ヘッダ２ｂ内の冷水圧力）に応じて、その冷水送給圧力Ｐを適正値に保つように開度調整される。
【００５８】
４は１次側ヘッダ２ａと還側ヘッダ２ｃとを短絡するバイパス路であり、このバイパス路４を通じた冷水流動により１次側と２次側との冷水流量差が吸収される。即ち、２次側よりも１次側の冷水流量が大きい状態ではその差分の冷水Ｃが１次側ヘッダ２ａからバイパス路４を通じて還側ヘッダ２ｃの方に流れ、逆に、１次側よりも２次側の冷水流量が大きい状態ではその差分の冷水Ｃが還側ヘッダ２ｃからバイパス路４を通じて１次側ヘッダ２ａの方に流れる。
【００５９】
各部の流量、温度、圧力等を検出するセンサとしては、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する上記圧力センサＰＳの他、負荷装置Ｕ側の負荷流量Ｑ（即ち、各負荷装置Ｕからの戻り冷水Ｃの合計流量Ｑ＝Σｑ）を検出する流量センサＦＳ、負荷装置Ｕへの供給冷
水温度Ｔｉ及び冷凍機Ｒへの戻り冷水温度Ｔｏを検出する温度センサＴＳを装備し、また、各１次ポンプＪＡの流量・送水圧力、各冷凍機Ｒの出口冷水温度・入口冷却水温度・出口冷却水温度、各負荷装置Ｕの入口冷水圧力・出口冷水圧力、各冷却水ポンプＪＣの流量、外気の温度・湿度などを検出するセンサＳも装備してある。
【００６０】
５はシステム制御器であり、このシステム制御器５は上記各センサの検出情報に基づき１次側及び２次側の夫々について次の如き制御を実行する構成にしてある。
【００６１】
各負荷装置Ｕの熱負荷ｇに応じて各負荷装置Ｕの冷水流量ｑが流量調整弁Ｖｂにより調整されることに対し、１次側については、温度センサＴＳにより検出される負荷装置Ｕへの供給冷水温度Ｔｉと冷凍機Ｒへの戻り冷水温度Ｔｏとの差温、並びに、流量センサＦＳにより検出される負荷装置Ｕ側の負荷流量Ｑ（＝Σｑ）に基づき、負荷装置Ｕ側の熱負荷
総計Ｇ（＝Σｇ）を逐次演算する。
【００６２】
そして、各負荷装置Ｕにおける熱負荷ｇの変化に伴い熱負荷総計Ｇが変化することに対し、その熱負荷総計Ｇの変化に応じて冷凍機Ｒの運転台数を変更する熱源側の運転台数制御を行なうとともに、運転冷凍機Ｒ並びにそれに対する１次ポンプＪＡ及び冷却水ポンプＪＣ夫々の出力を熱負荷総計Ｇの変化に伴いインバータ装置ＩＮＶにより連続的に調整する熱源側の出力制御を行い、これにより、熱負荷総計Ｇに対して１次側の発生冷熱量を平衡させる。
【００６３】
一方、２次側については、上記流量調整弁Ｖｂによる冷熱流量ｑの調整で負荷流量Ｑ（＝Σｑ）が変化することに対し、流量センサＦＳによる検出負荷流量Ｑに基づき、２次ポ
ンプＪＢの運転台数Ｎを負荷流量Ｑの変化に応じて変更するポンプ運転台数制御を行なうとともに、運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴いインバータ装置ＩＮＶにより連続的に調整するポンプ出力制御を行なう。
【００６４】
更に詳述すると、負荷装置Ｕへの熱媒送給路に並列配置で介装される熱媒ポンプの一例である２次ポンプＪＢについて上記ポンプ運転台数制御及びポンプ出力制御を実行するのに、具体的には次の（Ａ）〜（Ｆ）の制御形態を採用している（図２，図３参照）。
【００６５】
（Ａ）各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において運転２次ポンプＪＢの夫々を最大出力で運転した場合における冷水送給流量Ｑと冷水送給圧力Ｐとの相関を示す運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３を設定する。
【００６６】
また、配管抵抗なども考慮して、負荷流量Ｑと、その負荷流量Ｑの冷水Ｃを各負荷装置Ｕに供給するのに必要な送給圧力Ｐとの相関を示すポンプ制御線Ｍを設定する。
これら運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの各交点Ｘ１〜Ｋ３における流量値Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々を閾値流量として設定する。
【００６７】
なお、本例では、このように設定した閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）をポンプ制御手段としてのシステム制御器５に対し初期設定により記憶させ、同様にポンプ制御線Ｍを関数式として初期設定によりシステム制御器５に記憶させる。
【００６８】
また本例では、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的な２次曲線をシステム試運転時の実測データ等に基づき補正した上で使用している。
【００６９】
（Ｂ）そして、ポンプ運転台数制御として、負荷流量Ｑを検出する流量センサＦＳの検出情報に基づき、上記閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させる。
【００７０】
つまり、図２において負荷流量ＱがＱｓ３〜Ｑｓ２の流量域にある状態では３台の２次ポンプＪＢの全てを運転し、負荷流量ＱがＱｓ２〜Ｑｓ１の流量域にある状態では２台の２次ポンプＪＢを運転し、負荷流量ＱがＱｓ１以下の流量域にある状態では１台の２次ポンプＪＢを運転する。
【００７１】
即ち、このポンプ運転台数制御により、２次ポンプＪＢの運転台数Ｎが過大となる状況が生じるのを回避して、２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化する。
【００７２】
（Ｃ）一方、運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴い調整するポンプ出力制御としては、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する圧力センサＰＳの検出情報に基づき、ポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎ（Ｎ＝１，２，３）での２次ポンプ運転において運転２次ポンプＪＢ夫々の出力をインバータ装置ＩＮＶにより調整して、負荷装置Ｕへの熱媒送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する送給圧力制御を実行するとともに、流量センサＦＳの検出情報に基づき、この送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御を実行する。
【００７３】
（Ｄ）そして、この目標変更制御については、上記ポンプ運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させたときには、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【００７４】
また、上記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させたときには、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【００７５】
換言すれば、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも２次ポンプＪＢの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）を送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００７６】
即ち、この目標変更制御の下で送給圧力制御を行なうポンプ出力制御では、負荷流量Ｑの変化に対し負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐは図２における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【００７７】
そして、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分だけ運転２次ポンプ全体としての出力が低下するように運転２次ポンプＪＢ夫々の出力が最大出力よりも低下側に調整されることで、上記ポンプ運転台数制御による２次ポンプ運転台数Ｎの最小化と相まって２次ポンプ運転の消費エネルギがさらに低減される。
【００７８】
（Ｅ）なお本例では、上記ポンプ運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜のＰｓ３）の設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させる。
【００７９】
また同様に、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜のＰｓ３）の設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させる。
【００８０】
即ち、このように適正な冷水送給圧力Ｐが確保される状況での２次ポンプ運転台数変更のみを許容することにより、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するために負荷装置Ｕに対する冷水送給圧力Ｐがさらに不適切なものになるといったことを防止する。
【００８１】
（Ｆ）また本例では、短絡還流路３ｆに装備した短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御として、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓすることによっても、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における送給圧力制御の目標圧力Ｐｍ（即ち、目標変更制御により２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に変更される目標圧力Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に調整するようにしてある。
【００８２】
換言すれば、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓの開度を調整して負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御において、その目標圧力Ｐｍを前記目標変更制御により２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００８３】
つまり、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴い調整する前記出力制御において、運転２次ポンプＪＢの出力が調整範囲の下限に至って、それ以上は運転２次ポンプＪＢの出力を低下側に調整できない状態に至ったとしても、この短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御により負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に調整できるようにしてある。
【００８４】
〔第２実施形態〕
前述の第１実施形態では、２次ポンプＪＢの出力制御における送給圧力制御の目標圧力Ｐｍについて、目標変更制御により送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する例を示したが、これに代え、この第２実施形態では、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する。
【００８５】
つまり、この第２実施形態では、目標圧力制御を次の（Ｄ′）の如き制御形態でシステム制御器５に実行させる（図４参照）。
【００８６】
（Ｄ′）流量センサＦＳの検出情報に基づき、各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐを送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する。
【００８７】
即ち、この目標変更制御の下で前記送給圧力制御を行なう２次ポンプＪＢの出力制御では、負荷流量Ｑの変化に対し負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐは図４における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【００８８】
そして、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分とその流量減少に対応する圧力減少分とについて運転２次ポンプ全体としての出力が低下するように運転２次ポンプＪＢ夫々の出力が最大出力よりも低下側に調整されることで、上記運転台数制御による２次ポンプ運転台数Ｎの最小化と相まって２次ポンプ運転の消費エネルギがさらに効果的に低減される。
【００８９】
なお、この第２実施形態においても、前述第１実施形態の場合と同様、前記運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御の各時点における目標圧力Ｐｍの設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少（又は増加）すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少（又は増加）させるのが望ましい。
【００９０】
そしてまた、前述の第１実施形態と同様、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓすることによっても、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを送給圧力制御における各時点の目標圧力Ｐｍ（即ち、上記の目標変更制御により負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する目標圧力）に調整するのが望ましい。
【００９１】
その他については、第１実施形態と同じである。
【００９２】
〔第３実施形態〕
前述の第１及び第２実施形態ではいずれも負荷流量Ｑの変化に応じて運転２次ポンプＪＢの出力をインバータ装置ＩＮＶにより調整する例を示したが、この第３実施形態では、この２次ポンプＪＢの出力制御を行なわない例を示す。
【００９３】
つまり、この第３実施形態では、各２次ポンプＪＢに出力固定型のポンプを使用している。そして、２次ポンプＪＢの出力制御に代え、システム制御器５は、前述の第１実施形態で示した短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御と実質的に同じ制御である短絡還流量制御を実行する構成にしてある。
【００９４】
具体的には、短絡還流量制御として短絡式の送給圧力制御とその送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御とを実行し、短絡式の送給圧力制御では、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓの開度を調整して負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する。
【００９５】
一方、目標変更制御では、前記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させたときには、短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【００９６】
また、前記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させたときには、短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【００９７】
換言すれば、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも２次ポンプＪＢの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）を短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍとする形態で、短絡式送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００９８】
即ち、２次ポンプＪＢに出力固定型のポンプを用いながらも、上記目標変更制御の下で短絡式の送給圧力制御を行なうことにより、負荷流量Ｑの変化に対し負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐは第１実施形態の場合と同様、図２における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【００９９】
つまり、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓより減少した状態では、その負荷流量Ｑの減少で生じる出力固定型の運転２次ポンプ全体としての熱媒送給流量うちの余剰分を短絡式の送給圧力制御による短絡流量調整弁Ｖｓの開度調整により短絡還流路３ｆを通じ逃がし、これにより各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転の夫々につき負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを２次ポンプ運転台数Ｎ毎の目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に安定的に維持する。
【０１００】
なお、この第３実施形態においても、前述第１実施形態の場合と同様、前記運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍの設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少（又は増加）すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少（又は増加）させるようにするのが望ましい。
【０１０１】
その他については第１実施形態と同じである。
【０１０２】
〔別実施形態〕
前述の第１及び第２実施形態では、複数の熱媒ポンプ（２次ポンプＪＢ）の全てが出力可変型のポンプである場合を示し、また、前述の第３実施形態では複数の熱媒ポンプ（２次ポンプＪＢ）の全てが出力固定型のポンプである場合を示したが、本発明は複数の熱媒ポンプにおける一部が出力可変型のポンプで他のものが出力固定型のポンプである場合にも適用できる。
【０１０３】
そして、この場合にはポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプのうちに出力可変型のポンプが存在する場合に、その出力可変型の運転ポンプにつき前述のポンプ出力制御を実施し、運転台数Ｎの変更で運転熱媒ポンプの全てが出力固定型のポンプとなった場合には、前述短絡式の送出圧力制御を行なうようにすればよい。
【０１０４】
前述の各実施形態では、冷凍機Ｒにより冷却する冷水Ｃを熱媒とする例を示したが、熱媒は冷水Ｃに限らずブラインや温水などであってもよく、また、熱媒を冷却又は加熱する熱源機も冷凍機に限らず冷温水発生機やボイラあるいは熱交換器など、どのようなものであってもよい。
【０１０５】
前述の各実施形態では、１次ポンプＪＡと２次ポンプＪＢを備える熱媒循環系において２次ポンプを本発明実施対象の熱媒ポンプとする例を示したが、１次ポンプと２次ポンプとを兼ねる熱媒ポンプを備える熱媒循環系において、その熱媒ポンプにつき本発明を適用してもよく、また、熱媒循環系以外で複数の熱媒ポンプにより負荷装置に熱媒を供給する場合にも本発明を適用することができる。
【０１０６】
本発明は空調設備の熱源システムに限らず、負荷装置に熱媒を供給する複数の熱媒ポンプを備える熱源システムであれば、各種分野における種々の目的の熱源システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１実施形態を示すシステム構成図
【図２】第１実施形態のポンプ制御方式を説明するグラフ
【図３】第１実施形態のポンプ制御方式を説明するフローチャート
【図４】第２実施形態のポンプ制御方式を説明するグラフ
【図５】従来のポンプ制御方式を説明するグラフ
【符号の説明】
【０１０８】
Ｒ 熱源機
Ｃ 熱媒
Ｕ 負荷装置
３ｂ 熱媒送給路
ＪＢ 熱媒ポンプ
Ｑ 負荷流量
Ｎ 運転台数
５ ポンプ制御手段
Ｐ 圧力
Ｌ１〜Ｌ３ 運転台数毎のポンプ性能曲線
Ｍ ポンプ制御線
Ｘ１〜Ｘ３ 交点
Ｑｓ１〜Ｑｓ３ 閾値流量（Ｑｓ）
ＦＳ 流量検出手段
ＰＳ 圧力検出手段
Ｐｍ 目標圧力
３ｆ 短絡還流路
Ｖｓ 短絡流量調整弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調設備などで用いる熱源システムに関し、詳しくは、熱源機で冷却又は加熱した熱媒を負荷装置に供給する熱媒送給路に複数の熱媒ポンプを並列配置で介装するとともに、負荷装置が必要とする熱媒流量である負荷流量の変化に応じて熱媒ポンプの運転台数を変更するポンプ制御手段を装備した熱源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱源システムでは熱負荷の増減に伴う負荷流量の変化に応じて熱媒ポンプの運転台数を変更するのに、次の（イ）〜（ハ）の如き制御方式を採っていた（特許文献１参照）。
【０００３】
（イ）図５に示すように各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力（一般的には定格最大出力）で運転した場合における熱媒送給流量Ｑと熱媒送給圧力Ｐとの相関を示す運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３（即ち、運転状態にある熱媒ポンプの全体を１台のポンプと見なしたときの流量と圧力に関するポンプ性能曲線）を設定する。
【０００４】
（ロ）負荷装置に供給する熱媒の送給圧力制御として、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷装置への熱媒送給圧力Ｐを一定の目標圧力Ｐｍｓに調整するいわゆる吐出圧一定制御を実施することに対し、上記運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３上で吐出圧一定制御の目標圧力Ｐｍｓ（一定）に対応する流量値Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を閾値流量とする。
【０００５】
（ハ）負荷流量Ｑを検出する流量検出手段の検出情報に基づき、上記閾値流量Ｑｓ′の各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ′よりも減少すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ′よりも増加すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させる。
換言すれば、負荷流量Ｑが各閾値流量Ｑｓ′よりも減少するごとに熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台ずつ減少させ、かつ、負荷流量Ｑが各閾値流量Ｑｓ′よりも増加するごとに熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台ずつ増加させる。
【０００６】
つまり、この従来方式では、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分（一般的には等間隔配分）で閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を設定し、これら閾値流量Ｑｓ′を台数変更指標として負荷流量Ｑの変化に応じ熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更していた。
【０００７】
また、上記の吐出圧一定制御に代え、送給圧力制御として、同図５に示すように負荷流量Ｑと、その負荷流量Ｑの熱媒を負荷装置に供給するのに必要な送給圧力Ｐとの相関を示すポンプ制御線Ｍを配管抵抗等も考慮した状態で設定し、このポンプ制御線Ｍ上で各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対応する圧力値を目標圧力Ｐｍとして、熱媒送給圧力Ｐの検出情報に基づき負荷装置への熱媒送給圧力Ｐを各時点の目標圧力Ｐｍ（即ち、負荷流量Ｑの変化に伴い変化する目標圧力）に調整する改良システムも提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
しかし、この改良システムにしても熱媒ポンプの運転台数制御ついては前述の従来方式を踏襲しており、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分で設定した閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を台数変更指標として、負荷流量Ｑの変化に応じ熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更していた。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５８−９３９７４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】
【００１０】
しかし、上記従来方式のポンプ運転台数制御では、閾値流量Ｑｓ′（Ｑ１′〜Ｑ３′）と負荷流量Ｑとの比較により決定される熱媒ポンプの運転台数Ｎより仮に少ない運転台数Ｎ−１で熱媒ポンプを運転しても、流量面及び圧力面の夫々について何ら問題なく負荷装置に熱媒を供給できる状況（即ち、閾値流量Ｑｓ′と負荷流量Ｑとの比較により決定される運転台数Ｎが実際に必要なポンプ運転台数よりも過大となる状況）が頻繁に生じていた。
【００１１】
そして、このように必要以上の運転台数Ｎで熱媒ポンプが運転されると、個々の出力を絞った状態で複数の熱媒ポンプを運転することになってポンプ効率の低下を招いたり、また、余剰のポンプ出力が大きくなって熱媒ポンプの出力ロスが増大する、あるいはまた、個々の熱媒ポンプの運転で生じる不可避的なエネルギロスの合計が増大するといったことを招き、この点、省エネルギ化を図る上で改善の余地があった。
【００１２】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、熱媒ポンプの運転台数変更において合理的な制御形態を採ることで、上記の如き問題を解消して省エネルギ化を促進する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１特徴構成は熱源システムに係り、その特徴は、
熱源機で冷却又は加熱した熱媒を負荷装置に供給する熱媒送給路に複数の熱媒ポンプを並列配置で介装するとともに、
前記負荷装置が必要とする熱媒流量である負荷流量の変化に応じて前記熱媒ポンプの運転台数を変更するポンプ制御手段を装備した熱源システムであって、
各運転台数での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転した場合における熱媒送給流量と熱媒送給圧力との相関を示す運転台数毎のポンプ性能曲線を設定するとともに、
前記負荷流量とその負荷流量の熱媒を前記負荷装置に供給するのに必要な送給圧力との相関を示すポンプ制御線を設定して、
これら運転台数毎のポンプ性能曲線とポンプ制御線との各交点における流量値又はその近傍流量値の夫々を閾値流量として設定し、
これらの設定に対して前記ポンプ制御手段は、ポンプ運転台数制御として、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき、
前記閾値流量の各々について、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある点にある。
【００１４】
つまり、この構成において（図２参照）、上記した運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの交点Ｘ１〜Ｘ３の夫々は、各運転台数Ｎ（Ｎ＝１，２，３）での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力運転する状況下でポンプ制御線Ｍが示す流量・圧力相関（即ち、負荷流量Ｑとその負荷流量Ｑの熱媒を負荷装置に供給するのに必要な送給圧力との相関）を満足することができる運転台数毎の上限的なポンプ運転状態を示す点となる。
【００１５】
したがって、これら各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々を閾値流量として、上記の如く、これら閾値流量Ｑｓの各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させるようにすれば、負荷流量Ｑの変化に応じた熱媒ポンプの運転台数変更において必要以上の運転台数Ｎで熱媒ポンプが運転されるといった状況が生じるのを回避しながら、負荷流量Ｑの熱媒を負荷装置に対して適切に供給することができる。
【００１６】
即ち、熱媒送給圧力Ｐを一定値Ｐｍｓとする圧力条件下で熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転したときに得られる熱媒ポンプ夫々の熱媒送給流量ΔＱごとの配分で台数変更指標としての閾値流量Ｑｓ′（Ｑｓ１′〜Ｑｓ３′）を設定していた先述の従来方式では（図５参照）、閾値流量Ｑｓ′と負荷流量Ｑとの比較により決定される熱媒ポンプの運転台数Ｎより一台少ない運転台数で熱媒ポンプを運転しても、流量面及び圧力面の夫々について何ら問題なく負荷装置に熱媒を供給できる運転台数過大状況が図２におけるＱｓ１〜Ｑｓ１′の流量域、及び、Ｑｓ２〜Ｑｓ２′の流量域の夫々で生じており、これに対し上記構成によれば、このような状況が生じるのを回避することができて、熱媒ポンプの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化することができ、これにより、省エネルギ化を促進することができる。
【００１７】
なお、上記例では３台の熱媒ポンプを装備する場合を示したが、熱媒送給路に並列配置で介装する熱媒ポンプの台数は３台に限らず２台以上の複数であれば何台であってもよく、また、それら複数の熱媒ポンプは最大出力等の仕様が互いに異なるものであってもよい。
【００１８】
装備した複数の熱媒ポンプの全てを運転台数変更の対象ポンプとするに限らず、装備した熱媒ポンプのうちの一部の複数ポンプについてはシステム運転時において常時運転し、その他の複数ポンプのみを運転台数変更の対象とするようにしてもよい。
【００１９】
運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３は、運転熱媒ポンプの夫々を定格の最大出力で運転した場合における流量・圧力相関を示すもの、あるいは、運転熱媒ポンプの夫々を実質的な最大出力で運転した場合における流量・圧力相関を示すもののいずれであってもよい。
【００２０】
ポンプ制御線Ｍは実測により求めることが望ましいが、システムの実施を容易にするため、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的な曲線、折れ線、直線などを用いてもよい。また、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的なものを採用する場合、求めたポンプ制御線Ｍを実測データ等に基づき補正した上で使用するのが望ましい。
【００２１】
運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３、ポンプ制御線Ｍ、並びに、それらの交点Ｘ１〜Ｘ３は図上に描いたものである必要はなく、ポンプ制御手段が式や座標としてのみ認識するものであってもよく、また、これらポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３やポンプ制御線Ｍ、あるいは、それらの交点Ｘ１〜Ｘ３や閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々は、予め決定したものを初期設定的な入力によりポンプ制御手段に記憶させる方式、あるいは、所要データの入力によりポンプ制御手段に演算させる方式のいずれを採用してもよい。
【００２２】
台数変更指標としての閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）は、運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値と必ずしも厳密に合致させる必要はなく、例えば、安全率を見込んで各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値よりも若干小さい流量値を閾値流量Ｑｓにしたり、また逆に、各熱媒ポンプの実質の最大出力が定格の最大出力よりも大きいことを安全分として各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値よりも若干大きい流量値を閾値流量Ｑｓにするなど、各交点Ｘ１〜Ｘ３における流量値の近傍流量値を閾値流量Ｑｓにしてもよい。
【００２３】
負荷流量Ｑを検出する流量検出手段は、負荷装置における熱媒流量Ｑを直接的に検出するもの、あるいは、間接的に検出するもののいずれであってもよく、また、その検出方式の種々のものを採用することができる。
【００２４】
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量の変化に応じて調整するポンプ出力制御を実行する構成にしてある点にある。
【００２５】
つまり、この構成によれば、前記ポンプ運転台数制御に加え、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整するので、ある運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転する上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数よりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）よりも負荷流量Ｑが減少した状態では、少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下する。
【００２６】
即ち、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプを常に最大出力で運転するのに比べ、上記の出力低下分だけ運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができ、これにより、熱媒ポンプの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化し得る前記ポンプ運転台数制御と相まって、省エネルギ化を一層効果的に促進することができる。
【００２７】
なお、運転熱媒ポンプの出力を調整するには、負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を連続的に変更する調整形態あるいは段階的に変更する調整形態のいずれを採用してもよいが、いずれにしても前記ポンプ制御線Ｍを出力調整の基準線とする形態で負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を調整するのが望ましい。
【００２８】
負荷流量Ｑの変化に応じた運転熱媒ポンプの出力調整は、ポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転の全てについて実施するに限らず、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転のうちの一部の熱媒ポンプ運転についてのみ実施するようにしてもよい。
【００２９】
また、運転熱媒ポンプの出力を調整するには、インバータ制御（周波数制御）によるポンプ回転数の調整を初め、種々の出力調整方式を採用することができる。
【００３０】
この構成において用いる流量検出手段は、負荷装置における熱媒流量Ｑを直接的に検出するもの、あるいは、間接的に検出するもののいずれにしても種々の検出方式のものを採用することができ、また、第１特徴構成の実施において用いる流量検出手段を兼用するもの、あるいは、それとは別個のもののいずれであってもよい。
【００３１】
本発明の第３特徴構成は、第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ出力制御として、
前記負荷装置への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整して、前記負荷装置への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する送給圧力制御と、
前記流量検出手段の検出情報に基づき前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に応じて変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある点にある。
【００３２】
つまり、この構成では、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整する前記ポンプ出力制御として、１つは運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整することで、負荷装置への熱媒送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する送給圧力制御を実行させる。
【００３３】
そして、他の１つとして送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御を実行させ、このように負荷流量Ｑの変化に応じて目標圧力Ｐｍを変更する形態で上記送給圧力制御を実行させることにより、全体としては、運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量Ｑの変化に応じて調整する。
【００３４】
即ち、上記構成によれば、全体としては負荷流量Ｑの変化に応じたポンプ運転台数制御と同様、負荷流量Ｑの変化に応じて運転熱媒ポンプの出力を調整するものの、制御端末では実質的に、負荷流量Ｑの変化に応じたポンプ運転台数制御とは異なり、前記ポンプ出力制御での運転熱媒ポンプの出力調整を熱媒送給圧力Ｐに応じて行なわせる形態となり、これにより、前記ポンプ運転台数制御及び前記ポンプ出力制御夫々の独立性を高めてシステム運転の安定性を高めることができる。
【００３５】
なお、この構成の実施において、送給圧力制御で調整する熱媒送給圧力Ｐ、目標変更制御で変更する送給圧力制御の目標圧力Ｐｍ、圧力検出手段が検出する熱媒送給圧力Ｐは、運転熱媒ポンプ全体としての吐出圧力に限られるものではなく、負荷装置の入口熱媒圧力や運転熱媒ポンプ全体としての入出口熱媒差圧などであってもよい。
【００３６】
本発明の第４特徴構成は、第３特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する構成にしてある点にある。
【００３７】
つまり（図２参照）、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させたときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓ、及び、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させたときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓはいずれも、略言すれば、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に相当する。
【００３８】
したがって、上記構成では、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓに対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）又は近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する。
【００３９】
即ち、このように送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを段階的に変更すれば、前記ポンプ出力制御として、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分だけ運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下するように少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができて、省エネルギ化を一層促進することができる。
【００４０】
また、上記構成では、熱媒ポンプの運転台数変更があったときのみ送給圧力制御の目標圧力Ｐｍが変更され、それ以外の定常運転状態では送給圧力制御の目標圧力Ｐｍが一定に維持される（言わば、熱媒ポンプ運転台数Ｎごとの個別の吐出圧一定制御となる）から、熱媒ポンプの運転台数変更には至らない小幅な負荷流量Ｑ変化が多い場合においてシステムの運転を安定化するのに有効である。
【００４１】
本発明の第５特徴構成は、第３特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記流量検出手段の検出情報に基づき、各時点の負荷流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力とする形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に伴い連続的に変更する構成にしてある点にある。
【００４２】
つまり、この構成によれば、各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐ又はその近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、前記送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更するから、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）よりも減少した状態では、その流量減少分とその流量減少に対応する圧力減少分とについて、運転熱媒ポンプ全体としての出力が低下するように少なくとも１台の運転熱媒ポンプの出力が最大出力よりも低下側に調整され、その分、運転熱媒ポンプ全体としての消費エネルギを低減することができて、省エネルギ化を一層効果的に促進することができる。
【００４３】
本発明の第６特徴構成は、第３〜第５特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御として、
前記圧力検出手段により検出される熱媒送給圧力が前記送給圧力制御における目標圧力の設定許容範囲内にある状態において、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある点にある。
【００４４】
つまり、この構成では、前記送給圧力制御において負荷装置への熱媒送給圧力Ｐが目標圧力Ｐｍの設定許容範囲から外れている状況、即ち、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況では、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ（下限側の閾値流量）より減少したとしても、また、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓ（上限側の閾値流量）より増加したとしても熱媒ポンプの運転台数変更は実施せず、現状の熱媒ポンプ運転台数が保持される。
【００４５】
したがって、この構成によれば、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況で熱媒ポンプの運転台数Ｎを変更するために負荷装置に対する熱媒送給圧力Ｐがさらに不適切なものになるといったことを防止することができ、この点でシステム運転の安定性を高めることができる。
【００４６】
本発明の第７特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記熱媒送給路における熱媒ポンプ並列配置群の下流側部分と上流側部分とを短絡する短絡還流路を設けて、この短絡還流路に短絡流量調整弁を介装し、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、短絡還流量制御として、
前記負荷装置への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき前記短絡流量調整弁の開度を調整して前記負荷装置への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する短絡式の送給圧力制御と、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある点にある。
【００４７】
つまり、前述の如く（図２参照）、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台減少させたときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓ、及び、熱媒ポンプの運転台数Ｎを一台増加させたときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓはいずれも、略言すれば、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（即ち、現状の運転台数Ｎよりも熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に相当する。
【００４８】
したがって、上記構成では、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓに対して前記ポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）又は近傍圧力値を上記短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍとする形態で、その送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを熱媒ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００４９】
即ち、このように短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを段階的に変更すれば、複数の熱媒ポンプの夫々に出力固定型のポンプを用いる場合でも、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓより減少した状態では、その負荷流量Ｑの減少で生じる運転熱媒ポンプ全体としての熱媒送給流量うちの余剰分を短絡式の送給圧力制御による短絡流量調整弁の開度調整により短絡還流路を通じ逃がすことができて、各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転の夫々につき負荷装置への熱媒送給圧力Ｐを熱媒ポンプ運転台数Ｎ毎の目標圧力Ｐｍに安定的に維持することができ、これによりシステムの運転を安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
〔第１実施形態〕
図１は空調用の熱源システムを示し、このシステムは熱源機としてインバータ装置ＩＮＶによる出力調整（即ち容量制御）が可能な複数の冷凍機Ｒを備え、各冷凍機Ｒには冷却水循環路１を介して冷却塔ＣＴを個別に接続してある。
【００５１】
２ａは各冷凍機Ｒから１次側冷水往路３ａを通じて並列的に供給される冷水Ｃを受け入れる１次側ヘッダ、２ｂは複数の冷水中継路３ｂを通じて１次側ヘッダ２ａから冷水Ｃの供給を受ける２次側ヘッダであり、この２次側ヘッダ２ｂから空調機等の複数の負荷装置Ｕに対し熱媒としての冷水Ｃを２次側冷水往路３ｃを通じて並列的に送給することで、各負荷装置Ｕでは供給冷水Ｃの保有冷熱を冷房等の所要目的に消費する。
【００５２】
２ｃは冷熱消費で昇温した冷水Ｃを各負荷装置Ｕから２次側冷水還路３ｄを通じて受け入れ、その受け入れ冷水Ｃを１次側冷水還路３ｅを通じて各冷凍機Ｒに戻す還側ヘッダであり、冷凍機Ｒと負荷装置Ｕとを結ぶ冷水循環系は１次側ヘッダ２ａと還側ヘッダ２ｃとを境として冷凍機Ｒの側である１次側（換言すれば熱源側）と負荷装置Ｕの側である２次側（換言すれば負荷側）とに区分される。
【００５３】
この熱源システムの構成機器としては冷凍機Ｒ、冷却塔ＣＴ、負荷装置Ｕの他、各冷凍機Ｒへの１次側冷水還路３ｅに介装した１次ポンプＪＡ、２次側冷水往路３ｃとともに負荷装置Ｕへの熱媒送給路を構成する並列の冷水中継路３ｂ夫々に介装した２次ポンプＪＢ、各冷却水循環路１に介装した冷却水ポンプＪＣなどを備え、これらポンプＪＡ，ＪＢ，ＪＣは各々に装備のインバータ装置ＩＮＶを用いた周波数制御によるポンプモータの回転数調整でポンプ出力を連続的に調整し得る可変ポンプにしてある。
【００５４】
なお、冷却塔ＣＴ、冷却水ポンプＪＣ、１次ポンプＪＡの夫々は対応する冷凍機Ｒの発停に応じて発停され、２次ポンプＪＢは負荷装置Ｕの側の必要冷水流量である負荷流量Ｑに応じて運転台数制御されるとともに出力制御される。
【００５５】
Ｖａは１次側冷水往路３ａの夫々に装備した開閉弁であり、これら開閉弁Ｖａは対応する冷凍機Ｒ及び１次ポンプＪＡの運転時に開弁される。
【００５６】
Ｖｂは各負荷装置Ｕに装備した流量調整弁であり、１次ポンプＪＡ及び２次ポンプＪＢによる冷水循環の下で、これら流量調整弁Ｖｂにより各負荷装置Ｕの冷水流量ｑ（即ち、負荷装置Ｕ個々の負荷流量）が各負荷装置Ｕの熱負荷ｇ（即ち、負荷装置Ｕ個々の必要冷熱量）に応じて調整される。
【００５７】
Ｖｓは１次側ヘッダ２ａと２次側ヘッダ２ｂとにわたらせた短絡還流路３ｆに装備した流量バランス調整用の短絡流量調整弁であり、この短絡流量調整弁Ｖｓは後述の圧力センサＰＳにより検出される負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐ（本例では２次側ヘッダ２ｂ内の冷水圧力）に応じて、その冷水送給圧力Ｐを適正値に保つように開度調整される。
【００５８】
４は１次側ヘッダ２ａと還側ヘッダ２ｃとを短絡するバイパス路であり、このバイパス路４を通じた冷水流動により１次側と２次側との冷水流量差が吸収される。即ち、２次側よりも１次側の冷水流量が大きい状態ではその差分の冷水Ｃが１次側ヘッダ２ａからバイパス路４を通じて還側ヘッダ２ｃの方に流れ、逆に、１次側よりも２次側の冷水流量が大きい状態ではその差分の冷水Ｃが還側ヘッダ２ｃからバイパス路４を通じて１次側ヘッダ２ａの方に流れる。
【００５９】
各部の流量、温度、圧力等を検出するセンサとしては、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する上記圧力センサＰＳの他、負荷装置Ｕ側の負荷流量Ｑ（即ち、各負荷装置Ｕからの戻り冷水Ｃの合計流量Ｑ＝Σｑ）を検出する流量センサＦＳ、負荷装置Ｕへの供給冷
水温度Ｔｉ及び冷凍機Ｒへの戻り冷水温度Ｔｏを検出する温度センサＴＳを装備し、また、各１次ポンプＪＡの流量・送水圧力、各冷凍機Ｒの出口冷水温度・入口冷却水温度・出口冷却水温度、各負荷装置Ｕの入口冷水圧力・出口冷水圧力、各冷却水ポンプＪＣの流量、外気の温度・湿度などを検出するセンサＳも装備してある。
【００６０】
５はシステム制御器であり、このシステム制御器５は上記各センサの検出情報に基づき１次側及び２次側の夫々について次の如き制御を実行する構成にしてある。
【００６１】
各負荷装置Ｕの熱負荷ｇに応じて各負荷装置Ｕの冷水流量ｑが流量調整弁Ｖｂにより調整されることに対し、１次側については、温度センサＴＳにより検出される負荷装置Ｕへの供給冷水温度Ｔｉと冷凍機Ｒへの戻り冷水温度Ｔｏとの差温、並びに、流量センサＦＳにより検出される負荷装置Ｕ側の負荷流量Ｑ（＝Σｑ）に基づき、負荷装置Ｕ側の熱負荷
総計Ｇ（＝Σｇ）を逐次演算する。
【００６２】
そして、各負荷装置Ｕにおける熱負荷ｇの変化に伴い熱負荷総計Ｇが変化することに対し、その熱負荷総計Ｇの変化に応じて冷凍機Ｒの運転台数を変更する熱源側の運転台数制御を行なうとともに、運転冷凍機Ｒ並びにそれに対する１次ポンプＪＡ及び冷却水ポンプＪＣ夫々の出力を熱負荷総計Ｇの変化に伴いインバータ装置ＩＮＶにより連続的に調整する熱源側の出力制御を行い、これにより、熱負荷総計Ｇに対して１次側の発生冷熱量を平衡させる。
【００６３】
一方、２次側については、上記流量調整弁Ｖｂによる冷熱流量ｑの調整で負荷流量Ｑ（＝Σｑ）が変化することに対し、流量センサＦＳによる検出負荷流量Ｑに基づき、２次ポ
ンプＪＢの運転台数Ｎを負荷流量Ｑの変化に応じて変更するポンプ運転台数制御を行なうとともに、運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴いインバータ装置ＩＮＶにより連続的に調整するポンプ出力制御を行なう。
【００６４】
更に詳述すると、負荷装置Ｕへの熱媒送給路に並列配置で介装される熱媒ポンプの一例である２次ポンプＪＢについて上記ポンプ運転台数制御及びポンプ出力制御を実行するのに、具体的には次の（Ａ）〜（Ｆ）の制御形態を採用している（図２，図３参照）。
【００６５】
（Ａ）各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において運転２次ポンプＪＢの夫々を最大出力で運転した場合における冷水送給流量Ｑと冷水送給圧力Ｐとの相関を示す運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３を設定する。
【００６６】
また、配管抵抗なども考慮して、負荷流量Ｑと、その負荷流量Ｑの冷水Ｃを各負荷装置Ｕに供給するのに必要な送給圧力Ｐとの相関を示すポンプ制御線Ｍを設定する。
これら運転台数Ｎ毎のポンプ性能曲線Ｌ１〜Ｌ３とポンプ制御線Ｍとの各交点Ｘ１〜Ｋ３における流量値Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の夫々を閾値流量として設定する。
【００６７】
なお、本例では、このように設定した閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）をポンプ制御手段としてのシステム制御器５に対し初期設定により記憶させ、同様にポンプ制御線Ｍを関数式として初期設定によりシステム制御器５に記憶させる。
【００６８】
また本例では、ポンプ制御線Ｍとしてシミュレートや演算により求めた近似的な２次曲線をシステム試運転時の実測データ等に基づき補正した上で使用している。
【００６９】
（Ｂ）そして、ポンプ運転台数制御として、負荷流量Ｑを検出する流量センサＦＳの検出情報に基づき、上記閾値流量Ｑｓ（Ｑｓ１〜Ｑｓ３）の各々について、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させ、かつ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させる。
【００７０】
つまり、図２において負荷流量ＱがＱｓ３〜Ｑｓ２の流量域にある状態では３台の２次ポンプＪＢの全てを運転し、負荷流量ＱがＱｓ２〜Ｑｓ１の流量域にある状態では２台の２次ポンプＪＢを運転し、負荷流量ＱがＱｓ１以下の流量域にある状態では１台の２次ポンプＪＢを運転する。
【００７１】
即ち、このポンプ運転台数制御により、２次ポンプＪＢの運転台数Ｎが過大となる状況が生じるのを回避して、２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを各時点での可能な範囲で確実に最小化する。
【００７２】
（Ｃ）一方、運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴い調整するポンプ出力制御としては、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する圧力センサＰＳの検出情報に基づき、ポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎ（Ｎ＝１，２，３）での２次ポンプ運転において運転２次ポンプＪＢ夫々の出力をインバータ装置ＩＮＶにより調整して、負荷装置Ｕへの熱媒送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する送給圧力制御を実行するとともに、流量センサＦＳの検出情報に基づき、この送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御を実行する。
【００７３】
（Ｄ）そして、この目標変更制御については、上記ポンプ運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させたときには、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【００７４】
また、上記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させたときには、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【００７５】
換言すれば、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも２次ポンプＪＢの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）を送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００７６】
即ち、この目標変更制御の下で送給圧力制御を行なうポンプ出力制御では、負荷流量Ｑの変化に対し負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐは図２における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【００７７】
そして、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分だけ運転２次ポンプ全体としての出力が低下するように運転２次ポンプＪＢ夫々の出力が最大出力よりも低下側に調整されることで、上記ポンプ運転台数制御による２次ポンプ運転台数Ｎの最小化と相まって２次ポンプ運転の消費エネルギがさらに低減される。
【００７８】
（Ｅ）なお本例では、上記ポンプ運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜のＰｓ３）の設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させる。
【００７９】
また同様に、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜のＰｓ３）の設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも増加すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させる。
【００８０】
即ち、このように適正な冷水送給圧力Ｐが確保される状況での２次ポンプ運転台数変更のみを許容することにより、適正な熱媒送給圧力Ｐが確保されていない状況で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するために負荷装置Ｕに対する冷水送給圧力Ｐがさらに不適切なものになるといったことを防止する。
【００８１】
（Ｆ）また本例では、短絡還流路３ｆに装備した短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御として、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓすることによっても、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における送給圧力制御の目標圧力Ｐｍ（即ち、目標変更制御により２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に変更される目標圧力Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に調整するようにしてある。
【００８２】
換言すれば、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓの開度を調整して負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御において、その目標圧力Ｐｍを前記目標変更制御により２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００８３】
つまり、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で運転２次ポンプＪＢの出力を負荷流量Ｑの変化に伴い調整する前記出力制御において、運転２次ポンプＪＢの出力が調整範囲の下限に至って、それ以上は運転２次ポンプＪＢの出力を低下側に調整できない状態に至ったとしても、この短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御により負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に調整できるようにしてある。
【００８４】
〔第２実施形態〕
前述の第１実施形態では、２次ポンプＪＢの出力制御における送給圧力制御の目標圧力Ｐｍについて、目標変更制御により送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する例を示したが、これに代え、この第２実施形態では、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する。
【００８５】
つまり、この第２実施形態では、目標圧力制御を次の（Ｄ′）の如き制御形態でシステム制御器５に実行させる（図４参照）。
【００８６】
（Ｄ′）流量センサＦＳの検出情報に基づき、各時点の負荷流量Ｑ（現状流量）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐを送給圧力制御の目標圧力Ｐｍとする形態で、送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する。
【００８７】
即ち、この目標変更制御の下で前記送給圧力制御を行なう２次ポンプＪＢの出力制御では、負荷流量Ｑの変化に対し負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐは図４における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【００８８】
そして、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓよりも減少した状態では、その流量減少分とその流量減少に対応する圧力減少分とについて運転２次ポンプ全体としての出力が低下するように運転２次ポンプＪＢ夫々の出力が最大出力よりも低下側に調整されることで、上記運転台数制御による２次ポンプ運転台数Ｎの最小化と相まって２次ポンプ運転の消費エネルギがさらに効果的に低減される。
【００８９】
なお、この第２実施形態においても、前述第１実施形態の場合と同様、前記運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが上記送給圧力制御の各時点における目標圧力Ｐｍの設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少（又は増加）すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少（又は増加）させるのが望ましい。
【００９０】
そしてまた、前述の第１実施形態と同様、圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓすることによっても、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを送給圧力制御における各時点の目標圧力Ｐｍ（即ち、上記の目標変更制御により負荷流量Ｑの変化に伴い連続的に変更する目標圧力）に調整するのが望ましい。
【００９１】
その他については、第１実施形態と同じである。
【００９２】
〔第３実施形態〕
前述の第１及び第２実施形態ではいずれも負荷流量Ｑの変化に応じて運転２次ポンプＪＢの出力をインバータ装置ＩＮＶにより調整する例を示したが、この第３実施形態では、この２次ポンプＪＢの出力制御を行なわない例を示す。
【００９３】
つまり、この第３実施形態では、各２次ポンプＪＢに出力固定型のポンプを使用している。そして、２次ポンプＪＢの出力制御に代え、システム制御器５は、前述の第１実施形態で示した短絡流量調整弁Ｖｓの開度制御と実質的に同じ制御である短絡還流量制御を実行する構成にしてある。
【００９４】
具体的には、短絡還流量制御として短絡式の送給圧力制御とその送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを負荷流量Ｑの変化に応じて変更する目標変更制御とを実行し、短絡式の送給圧力制御では、負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを検出する圧力センサＰＳの検出情報に基づき短絡流量調整弁Ｖｓの開度を調整して負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを目標圧力Ｐｍに調整する。
【００９５】
一方、目標変更制御では、前記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少させたときには、短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数減少の指標となった閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【００９６】
また、前記運転台数制御で２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台増加させたときには、短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍを、そのときの運転台数増加の指標となった閾値流量Ｑｓよりも一段階だけ大流量側の閾値流量Ｑｓに対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に変更する。
【００９７】
換言すれば、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転における上限側の閾値流量Ｑｓ（現状の運転台数Ｎよりも２次ポンプＪＢの運転台数を一台増加させる側の台数変更指標となる閾値流量Ｑｓ）に対してポンプ制御線Ｍ上で対応する圧力値Ｐｓ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）を短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍとする形態で、短絡式送給圧力制御の目標圧力Ｐｍを２次ポンプ運転台数Ｎの変更毎に段階的に変更する。
【００９８】
即ち、２次ポンプＪＢに出力固定型のポンプを用いながらも、上記目標変更制御の下で短絡式の送給圧力制御を行なうことにより、負荷流量Ｑの変化に対し負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐは第１実施形態の場合と同様、図２における圧力変化線ＰＬｍに沿って変化する。
【００９９】
つまり、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転において負荷流量Ｑが上限側の閾値流量Ｑｓより減少した状態では、その負荷流量Ｑの減少で生じる出力固定型の運転２次ポンプ全体としての熱媒送給流量うちの余剰分を短絡式の送給圧力制御による短絡流量調整弁Ｖｓの開度調整により短絡還流路３ｆを通じ逃がし、これにより各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転の夫々につき負荷装置Ｕへの冷水送給圧力Ｐを２次ポンプ運転台数Ｎ毎の目標圧力Ｐｍ（Ｐｓ１〜Ｐｓ３）に安定的に維持する。
【０１００】
なお、この第３実施形態においても、前述第１実施形態の場合と同様、前記運転台数制御により２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを変更するのに、各運転台数Ｎでの２次ポンプ運転で圧力センサＰＳにより検出される冷水送給圧力Ｐが短絡式の送給圧力制御における目標圧力Ｐｍの設定許容範囲内にある状態でのみ、負荷流量Ｑが閾値流量Ｑｓよりも減少（又は増加）すると２次ポンプＪＢの運転台数Ｎを一台減少（又は増加）させるようにするのが望ましい。
【０１０１】
その他については第１実施形態と同じである。
【０１０２】
〔別実施形態〕
前述の第１及び第２実施形態では、複数の熱媒ポンプ（２次ポンプＪＢ）の全てが出力可変型のポンプである場合を示し、また、前述の第３実施形態では複数の熱媒ポンプ（２次ポンプＪＢ）の全てが出力固定型のポンプである場合を示したが、本発明は複数の熱媒ポンプにおける一部が出力可変型のポンプで他のものが出力固定型のポンプである場合にも適用できる。
【０１０３】
そして、この場合にはポンプ運転台数制御による各運転台数Ｎでの熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプのうちに出力可変型のポンプが存在する場合に、その出力可変型の運転ポンプにつき前述のポンプ出力制御を実施し、運転台数Ｎの変更で運転熱媒ポンプの全てが出力固定型のポンプとなった場合には、前述短絡式の送出圧力制御を行なうようにすればよい。
【０１０４】
前述の各実施形態では、冷凍機Ｒにより冷却する冷水Ｃを熱媒とする例を示したが、熱媒は冷水Ｃに限らずブラインや温水などであってもよく、また、熱媒を冷却又は加熱する熱源機も冷凍機に限らず冷温水発生機やボイラあるいは熱交換器など、どのようなものであってもよい。
【０１０５】
前述の各実施形態では、１次ポンプＪＡと２次ポンプＪＢを備える熱媒循環系において２次ポンプを本発明実施対象の熱媒ポンプとする例を示したが、１次ポンプと２次ポンプとを兼ねる熱媒ポンプを備える熱媒循環系において、その熱媒ポンプにつき本発明を適用してもよく、また、熱媒循環系以外で複数の熱媒ポンプにより負荷装置に熱媒を供給する場合にも本発明を適用することができる。
【０１０６】
本発明は空調設備の熱源システムに限らず、負荷装置に熱媒を供給する複数の熱媒ポンプを備える熱源システムであれば、各種分野における種々の目的の熱源システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１実施形態を示すシステム構成図
【図２】第１実施形態のポンプ制御方式を説明するグラフ
【図３】第１実施形態のポンプ制御方式を説明するフローチャート
【図４】第２実施形態のポンプ制御方式を説明するグラフ
【図５】従来のポンプ制御方式を説明するグラフ
【符号の説明】
【０１０８】
Ｒ 熱源機
Ｃ 熱媒
Ｕ 負荷装置
３ｂ 熱媒送給路
ＪＢ 熱媒ポンプ
Ｑ 負荷流量
Ｎ 運転台数
５ ポンプ制御手段
Ｐ 圧力
Ｌ１〜Ｌ３ 運転台数毎のポンプ性能曲線
Ｍ ポンプ制御線
Ｘ１〜Ｘ３ 交点
Ｑｓ１〜Ｑｓ３ 閾値流量（Ｑｓ）
ＦＳ 流量検出手段
ＰＳ 圧力検出手段
Ｐｍ 目標圧力
３ｆ 短絡還流路
Ｖｓ 短絡流量調整弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機で冷却又は加熱した熱媒を負荷装置に供給する熱媒送給路に複数の熱媒ポンプを並列配置で介装するとともに、
前記負荷装置が必要とする熱媒流量である負荷流量の変化に応じて前記熱媒ポンプの運転台数を変更するポンプ制御手段を装備した熱源システムであって、
各運転台数での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転した場合における熱媒送給流量と熱媒送給圧力との相関を示す運転台数毎のポンプ性能曲線を設定するとともに、
前記負荷流量とその負荷流量の熱媒を前記負荷装置に供給するのに必要な送給圧力との相関を示すポンプ制御線を設定して、
これら運転台数毎のポンプ性能曲線とポンプ制御線との各交点における流量値又はその近傍流量値の夫々を閾値流量として設定し、
これらの設定に対して前記ポンプ制御手段は、ポンプ運転台数制御として、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき、
前記閾値流量の各々について、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある熱源システム。
【請求項２】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量の変化に応じて調整するポンプ出力制御を実行する構成にしてある請求項１記載の熱源システム。
【請求項３】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ出力制御として、
前記負荷装置への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整して、前記負荷装置への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する送給圧力制御と、
前記流量検出手段の検出情報に基づき前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に応じて変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある請求項２記載の熱源システム。
【請求項４】
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する構成にしてある請求項３記載の熱源システム。
【請求項５】
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記流量検出手段の検出情報に基づき、各時点の負荷流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力とする形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に伴い連続的に変更する構成にしてある請求項３記載の熱源システム。
【請求項６】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御として、
前記圧力検出手段により検出される熱媒送給圧力が前記送給圧力制御における目標圧力の設定許容範囲内にある状態において、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある請求項３〜５のいずれか１項に記載の熱源システム。
【請求項７】
前記熱媒送給路における熱媒ポンプ並列配置群の下流側部分と上流側部分とを短絡する短絡還流路を設けて、この短絡還流路に短絡流量調整弁を介装し、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、短絡還流量制御として、
前記負荷装置への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき前記短絡流量調整弁の開度を調整して前記負荷装置への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する短絡式の送給圧力制御と、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある請求項１記載の熱源システム。
【請求項１】
熱源機で冷却又は加熱した熱媒を負荷装置に供給する熱媒送給路に複数の熱媒ポンプを並列配置で介装するとともに、
前記負荷装置が必要とする熱媒流量である負荷流量の変化に応じて前記熱媒ポンプの運転台数を変更するポンプ制御手段を装備した熱源システムであって、
各運転台数での熱媒ポンプ運転において運転熱媒ポンプの夫々を最大出力で運転した場合における熱媒送給流量と熱媒送給圧力との相関を示す運転台数毎のポンプ性能曲線を設定するとともに、
前記負荷流量とその負荷流量の熱媒を前記負荷装置に供給するのに必要な送給圧力との相関を示すポンプ制御線を設定して、
これら運転台数毎のポンプ性能曲線とポンプ制御線との各交点における流量値又はその近傍流量値の夫々を閾値流量として設定し、
これらの設定に対して前記ポンプ制御手段は、ポンプ運転台数制御として、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき、
前記閾値流量の各々について、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある熱源システム。
【請求項２】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、負荷流量を検出する流量検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を負荷流量の変化に応じて調整するポンプ出力制御を実行する構成にしてある請求項１記載の熱源システム。
【請求項３】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ出力制御として、
前記負荷装置への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき運転熱媒ポンプのうちの少なくとも１台の熱媒ポンプの出力を調整して、前記負荷装置への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する送給圧力制御と、
前記流量検出手段の検出情報に基づき前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に応じて変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある請求項２記載の熱源システム。
【請求項４】
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する構成にしてある請求項３記載の熱源システム。
【請求項５】
前記ポンプ制御手段は、前記目標変更制御として、
前記流量検出手段の検出情報に基づき、各時点の負荷流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値を前記送給圧力制御の目標圧力とする形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を負荷流量の変化に伴い連続的に変更する構成にしてある請求項３記載の熱源システム。
【請求項６】
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御として、
前記圧力検出手段により検出される熱媒送給圧力が前記送給圧力制御における目標圧力の設定許容範囲内にある状態において、負荷流量が閾値流量よりも減少すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台減少させ、かつ、負荷流量が閾値流量よりも増加すると前記熱媒ポンプの運転台数を一台増加させる構成にしてある請求項３〜５のいずれか１項に記載の熱源システム。
【請求項７】
前記熱媒送給路における熱媒ポンプ並列配置群の下流側部分と上流側部分とを短絡する短絡還流路を設けて、この短絡還流路に短絡流量調整弁を介装し、
前記ポンプ制御手段は、前記ポンプ運転台数制御とともに、短絡還流量制御として、
前記負荷装置への熱媒送給圧力を検出する圧力検出手段の検出情報に基づき前記短絡流量調整弁の開度を調整して前記負荷装置への熱媒送給圧力を目標圧力に調整する短絡式の送給圧力制御と、
前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台減少させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数減少の指標となった前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更し、
かつ、前記ポンプ運転台数制御で熱媒ポンプの運転台数を一台増加させたときには、前記送給圧力制御の目標圧力を、そのときの運転台数増加の指標となった前記閾値流量よりも一段階だけ大流量側の前記閾値流量に対して前記ポンプ制御線上で対応する圧力値又はその近傍圧力値に変更する形態で、
前記送給圧力制御の目標圧力を熱媒ポンプ運転台数の変更毎に段階的に変更する目標変更制御とを実行する構成にしてある請求項１記載の熱源システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１２７５６４（Ｐ２０１０−１２７５６４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４１２２（Ｐ２００８−３０４１２２）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１４９７９０）株式会社大気社 (136)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１４９７９０）株式会社大気社 (136)
【Ｆターム（参考）】
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