空調配管システム
【課題】１次側熱媒ポンプと空調機との距離に関係なく負荷に応じて必要流量を確保する。
【解決手段】熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付きポンプ及び空調機を備え、空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、三方弁と熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備え、空調機の定格運転時にはバイパス管を閉じ勝手となるように三方弁を制御すると共にインバータ付きポンプを稼働させ、ゾーンの負荷に応じてインバータ付き分散ポンプの流量を制御し、空調機の停止時にはインバータ付き分散ポンプを停止して、三方弁の熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、熱媒体往き主管路からの熱媒体の流入を止めると共にバイパス管を開くように三方弁を制御し、複数の温度制御配管系の一定数がインバータ付き分散ポンプを停止した状態では、インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて熱源装置の最小流量を確保する。
【解決手段】熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付きポンプ及び空調機を備え、空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、三方弁と熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備え、空調機の定格運転時にはバイパス管を閉じ勝手となるように三方弁を制御すると共にインバータ付きポンプを稼働させ、ゾーンの負荷に応じてインバータ付き分散ポンプの流量を制御し、空調機の停止時にはインバータ付き分散ポンプを停止して、三方弁の熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、熱媒体往き主管路からの熱媒体の流入を止めると共にバイパス管を開くように三方弁を制御し、複数の温度制御配管系の一定数がインバータ付き分散ポンプを停止した状態では、インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて熱源装置の最小流量を確保する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル、工場等の空気調和設備における冷水、温水等の熱媒体を送給するための空調配管システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の店舗及び事務所等が入居するオフィスビル等の建造物、又は、生産工程上温調された空間を要求する工場等の建造物には、複数の空調機が設けられ、各空調機には、熱源機からポンプにより冷水又は温水等の熱媒体が各空調機が受け持つ部屋やゾーンの熱負荷に対応した流量で供給され、冷房や暖房が行われる。
図１１は、このような空調機を備えた従来の一次ポンプ方式の空調配管システム１００を示す。ここでは、二方弁（流量制御弁）１０５による流量制御方式が採用されている。
【０００３】
従来の一次ポンプ方式の空調配管システム１００は、冷凍機又はボイラのような熱源機１０１と、熱源機１０１の入口側に位置して冷水又は温水等の熱媒体を搬送する一次ポンプ１０２と、熱源機１０１の出口側に接続されて熱媒体が送給される熱媒体往き主管路１０３と、熱媒体往き主管路１０３から分岐した複数の熱媒体往き管路１０４と、入口側が各熱媒体往き管路１０４に接続されて互いに並列配置される二方弁１０５及びＡＨＵ（エアハンドリングユニット）やファンコイルユニット等の冷水コイルや温水コイルと処理空気とを熱交換する空調機（以下、空調機という）１０６と、各空調機１０６の出口側に接続される熱媒体還り管路１０７と、各熱媒体還り管路１０７が合流するように接続されると共に、熱源機１０１の入口側に接続される熱媒体還り主管路１０８と、最も熱源機１０１側の空調機１０６よりも熱媒体流れ方向上流側において熱媒体往き主管路１０３に接続される往きヘッダ１０９と、最も熱源機１０１側の空調機１０６よりも熱媒体流れ方向下流側において熱媒体還り主管路１０８に接続される還りヘッダ１１０と、流量調整弁１１２を備えて往きヘッダ１０９と還りヘッダ１１０とを繋ぐバイパス管路１１１とを有する。
【０００４】
本例では、熱媒体往き管路１０４と、二方弁１０５と、空調機１０６と、熱媒体還り管路１０７とで温度制御配管系が構成されている。
従来の一次ポンプ方式の空調配管システム１００は、一次ポンプ１０２で、空調機１０６で温度変化後還ってきて熱源機１０１にて温調される一定温度の熱媒体を多層階に設けた各空調機１０６に持ち上げている。
一次ポンプ１０２は、各空調機１０６の負荷に対応するために、多量の熱媒体を送る必要がある。また、一次ポンプ１０２は、熱源機１０１の圧力損失と各配管、二方弁１０５及び空調機１０６の圧損とを受け持つ。
【０００５】
各階では、空調機１０６の負荷変動に対応するため、二方弁１０５の開度を調節している。二方弁１０５が絞られると、絞られたことで余分になった熱媒体が熱媒体往き管路１０４、ひいては熱媒体往き主管路１０３を流れず、その余分な熱媒体は往きヘッダ１０９からバイパス管路１１１を介して還りヘッダ１１０へ流される。その際、一次ポンプ１０２は、たとえ変流量制御ができるようになっていても不具合なく負荷変動への対応ができるように、熱源機１０１の最小流量で熱媒体を送り続ける。そして、不要な熱媒体を往きヘッダ１０９からバイパス管路１１１を介して還りヘッダ１１０に逃がし、残りの熱媒体を熱源機１０１に搬送するよう運転される。
【０００６】
バイパス管路１１１で熱媒体の冷熱又は温熱を消費せず熱源機１０１に戻すのは、熱源機１０１が蒸発器での凍結や同凍結防止のための保護回路起動による負荷追従不能、さらに、吸収式冷凍機の場合凝縮器又は吸収器での吸収液結晶化等の不具合を起こさないようにするために最低確保すべき熱源機１０１の熱媒体流量が決まっており、その流量を確保するためである。
従来の一次ポンプ式の空調配管システム１００では、例えば、建屋の高さ距離や熱源機１０１からの離れ距離を右方向に大きくなるよう示す、図１３に示すように、最上階まで熱媒体を送れるように揚程を確保するため、大きな揚程を有する一次ポンプ１０２となり、事務所ビル等の各階が略同じ熱負荷を有し、各空調機１０６の受け持ち熱負荷が略同じことから各階の温度制御配管系の圧損が略同じとなったとしても、一次ポンプ１０２に近い低層階の温度制御配管系に、図１３のように大揚程の搬送動力が付与されて必要以上の熱媒体が入るので、下層階側の二方弁１０５が絞り勝手になる。
従って、一次ポンプ１０２側の二方弁１０５は、抵抗を付けて流量を調整するため、１００％負荷の場合でも絞りが必要となり、一次ポンプ１０２の動力の無駄が生じる。
【０００７】
図１２は、同様の空調機１０６を備えた従来の一次ポンプ二次ポンプ方式の空調配管システム２００を示す。
従来の一次ポンプ二次ポンプ方式の空調配管システム２００では、一次ポンプ１０２は、熱源機１０１の圧力損失を受け持ち、二次ポンプ２０１は負荷側の圧力損失を受け持つように、２つの往きヘッダ１０９ａ、１０９ｂ間に二次ポンプ２０１と圧力調節弁２０２とが配置されている。
その他の構成は、従来の一次ポンプ方式の空調配管システム１００と同じである。
【０００８】
従来の一次ポンプ二次ポンプ方式の空調配管システム２００でも、例えば、図１４に示すように、最上階まで熱媒体を送れるように揚程を確保するため、大きな揚程を有する二次ポンプ２０１となり、事務所ビル等の各階が略同じ熱負荷を有し、各空調機１０６の受け持ち熱負荷が略同じことから各階の温度制御配管系の圧損が略同じとなったとしても、二次ポンプ２０１に近い低層階の温度制御配管系に、図１４のように大揚程の搬送動力が付与されて必要以上の熱媒体が入るので、下層階側の二方弁１０５が絞り勝手になる。
従って、二次ポンプ２０１側の二方弁１０５は、抵抗を付けて流量を調整するため、１００％負荷の場合でも絞りが必要となり、二次ポンプ２０１の動力の無駄が生じる。
【０００９】
そこで、熱源機から熱媒体往き管路を介して導かれる熱媒体の流量を、各空調機毎に空調負荷を室内温度測定値と設定値との偏差に応じて制御して二方弁１０５の代替となし、省電力化を図ることができるように、各空調機にそれぞれインバータ付きポンプを設置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、各空調機毎にそれぞれインバータ付きポンプを設置すると共に、各熱媒体往き管路側に逆止弁（逆流防止手段）を設置することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３４９０９８６号公報
【特許文献２】特許第３７０８６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１の空気調和施設における搬送動力削減システムでは、各空調機毎のインバータ付きポンプしか熱媒体搬送手段を有さないため、冷凍機の冷水量を可変とするにあたり、冷凍機最小流量確保のため通常１００〜５０％程度までが可変可能量であるのに対し、各インバータ付きポンプが二次側の空調負荷に応じて流量を絞るため、空調負荷が少ない季節では冷凍機最小流量が確保できないという問題がある。
また、複数の供給管路のうち一系統のみでインバータ付きポンプが停止した際、他の供給管路の動作しているインバータ付きポンプの搬送力により、熱媒体が停止中のインバータ付きポンプや空調機に逆流してしまうという問題がある。
また、特許文献２の液体配管設備では、図１２に示すように、一次ポンプ二次ポンプ方式として二次ポンプを設けると、二次ポンプ付近の空調機の温度制御配管系のみが停止した場合、二次ポンプの搬送力により、順方向へ熱媒体が送給されるので逆止弁では止めようがなく、二次ポンプの搬送力によりその停止した温度制御配管系を熱媒体がスルーしてしまい、つまりその分の二次ポンプ搬送動力の無駄が生じてしまう。
【００１２】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、一次側熱媒ポンプと空調機との距離に関係なく負荷に応じて必要流量を確保することが可能な空調配管システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に温度調整した熱媒体をインバータ付き分散ポンプの搬送力により供給する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとを繋ぐ、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き流量補償用ポンプを備えた一次バイパス管と、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、前記インバータ付き流量補償用ポンプの回転制御を行う一次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて前記熱源装置の最小流量を確保することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に温度調整した熱媒体をインバータ付き分散ポンプの搬送力により供給する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとを繋ぐ、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き流量補償用ポンプを備えた一次バイパス管と、前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き流量補償用ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の空調配管システムにおいて、前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態を、前記熱媒体還り主管路に設けた流量計の計測値に基づいて判断し、前記インバータ付き流量補償用ポンプの駆動及び回転数を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記複数の温度制御配管系へ前記熱媒体を搬送するための、前記往きヘッダ以降の熱媒体往き主管路、及び前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有する前記熱媒体往き主管の往きヘッダ後流に位置するインバータ付き二次ポンプと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保することを特徴とする。
【００１９】
請求項７に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記複数の温度制御配管系へ前記熱媒体を搬送するための、前記往きヘッダ以降の前記熱媒体往き主管路、及び前記還りヘッダまでの前記熱媒体還り主管路の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有する前記熱媒体往き主管の往きヘッダ後流に位置するインバータ付き二次ポンプと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、インバータ付き分散ポンプによる全揚程受持ち方式とした場合には、インバータ付き流量補償用ポンプは、往きヘッダ・還りヘッダ及び熱源装置間の一次側だけの揚程で最小流量を確保できることから、空調機側のゾーン負荷に応じて必要流量の熱媒体をインバータ付き分散ポンプで供給できるため、インバータ付き分散ポンプ動力の省エネが可能となる。
【００２１】
本発明によれば、分散ポンプ系それぞれに、三方弁とバイパス管とで構成するバイパスを設けているので、ゾーン負荷から演算された熱媒体流量が、インバータ付き分散ポンプのインバータの最小周波数から規定される焼損防止最小流量以下の流量となる場合は、インバータ付き分散ポンプ流量を焼損防止最小流量一定にし、かつ余分な流量をバイパス循環で戻して熱量を減少させて、熱媒体の必要熱量のみを確保する、三方弁によるブリードイン式の負荷対応ができる。
そして、インバータ付き分散ポンプが温度制御配管系のみの揚程を受持つ場合、分散ポンプ系での流量を所定の焼損防止最小流量以上を確保することや、その調整機構が三方弁であることから、インバータ付き一次ポンプやインバータ付き二次ポンプの揚程によらず、これら主管路に備わるポンプの揚程に起因する熱媒体の温度制御配管系への押し込みスルーを排除可能なため、インバータ付き一次ポンプやインバータ付き二次ポンプの動力の無駄を無くすことができる。
【００２２】
本発明によれば、各分散ポンプ系で熱媒体温度を計測し、三方弁とバイパス管とで構成するバイパスと熱媒体往き主管路との熱媒体混合による負荷への往き温度が冷房時最低値を上回った際、又は暖房時最高値を下回った際には、中央の冷凍機等の熱源装置出口熱媒体温度設定値を可変とする制御を行うようにしたので、冷凍機のＣＯＰ向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る空調配管システムを示す概略図である。
【図２】図１における三方弁の比例制御及び切替を示す説明図である。
【図３】図１における熱負荷の制御出力と、ポンプ回転数又は熱媒体の空調機入口温度との関係を示す図である。
【図４】図１における温度制御配管系の空調ゾーン側の二次側制御装置を示す概略図である。
【図５】図１における温度制御配管系における最低温度又は最高温度を求める構成を示す図である。
【図６】図１における温度制御配管系における最低温度又は最高温度を求めるフロー図である。
【図７】図１における冷凍機回りの流量と、温度制御配管系におけるインバータ付き分散ポンプ側流量、及びインバータ付き流量補償用ポンプの流量との関係を示す図である。
【図８】図１における空調配管システムにおけるインバータ付きポンプと空調機との関係を示す概略図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る空調配管システムを示す概略図である。
【図１０】本発明の第三実施形態に係る空調配管システムを示す概略図である。
【図１１】従来の空調配管システムを示す概略図である。
【図１２】従来の別の空調配管システムを示す概略図である。
【図１３】図１１に示す空調配管システムにおけるポンプの揚程及び圧力損失と、熱源装置からの距離との関係を示す概略図である。
【図１４】図１２に示す空調配管システムにおけるポンプの揚程及び圧力損失と、熱源装置からの距離との関係を示す概略図である。”
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る空調配管システム１を示す。
本空調配管システム１は、インバータ付き分散ポンプによる熱媒体全揚程受持ち方式であって、冷凍機又はボイラのような２つの熱源機１１と、２つの熱源機１１の出口側にそれぞれ接続される流量調整弁１２と、流量調整弁１２の出口側に接続される往きヘッダ１３と、２つの熱源機１１の入口側に接続される還りヘッダ１４と、往きヘッダ１３と還りヘッダ１４との間に配置されるインバータ付き流量補償用ポンプ１５を有する一次バイパス管１５ａとを備えている。
インバータ付き流量補償用ポンプ１５は、２つの熱源機１１の最小流量を確保するために設置されている。２つの熱源機１１と流量調整弁１２とは、冷凍機台数制御コントローラ４０に接続されている。冷凍機台数コントローラ４０は、複数の冷凍機を、後述する主管路温度計３８，３９及び流量計３７の計測値から演算される熱量により自動台数制御運転を行うために用いられる。
【００２５】
往きヘッダ１３には、２つの熱源機１１から後述する複数の温度制御配管系２０に熱媒体を送給する熱媒体往き主管路１６が接続されている。熱媒体往き主管路１６の往きヘッダ１３出口近傍には、主管路温度計３８が設けられている。
還りヘッダ１４には、後述する複数の温度制御配管系２０からの熱媒体を移送する熱媒体還り主管路１７が接続されている。熱媒体還り主管路１７には、還りヘッダ１４の入口近傍に流量計３７が設けられている。流量計３７は、流量調節器３５を備えたインバータ付き流量補償用ポンプ制御回路３６、及び主管路温度計３８，３９の計測信号をも取り込む熱量計４０に接続されている。インバータ付き流量補償用ポンプ制御回路３６は、インバータ付き流量補償用ポンプ１５のインバータに接続されている。熱媒体還り主管路１７の還りヘッダ入口近傍には、主管路温度計３９が設けられている。
【００２６】
各温度制御配管系２０は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路１８に三方弁２１、インバータ付き分散ポンプ２２、温度計２３及び空調機２４を備えると共に、空調機２４の出口側に熱媒体還り管路１９を備える温度制御配管系主管２０ａと、三方弁２１と熱媒体還り管路１９とを繋ぐバイパス管２５とを備えている。
そして、各温度制御配管系２０は、本空調配管システム１が設置される建物に対して、熱媒体往き主管路１６と熱媒体還り主管路１７との間に互いに並列配置されている。
各三方弁２１の入口側は、熱媒体往き主管路１６から分岐した複数の熱媒体往き管路１８にそれぞれ接続されている。各バイパス管２５は、熱媒体還り主管路１７にそれぞれ接続される熱媒体還り管路１９にそれぞれ接続されている。
【００２７】
各三方弁２１は、例えば、図２（ａ）に示すように、弁２１ａ、２１ｂを開き、弁２１ｃを閉じた状態で、熱媒体往き管路１８から供給される熱媒体を各温度制御配管系主管２０ａに流下させる熱媒体流入パターンと、図２（ｂ）に示すように、弁２１ａを絞り、弁２１ｂ、２１ｃを開いた状態で、バイパス管２５からの熱媒体と混合して各温度制御配管系主管２０ａを流下させてインバータ付き分散ポンプ２２、温度計２３及び空調機２４を流す熱媒体混合パターンと、図２（ｃ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２が停止する際に、弁２１ａを閉止し、弁２１ｂ、２１ｃを開いた状態にする熱媒体停止パターンと、に切り替えられる。
図２（ａ）に示す熱媒体流入パターンでは、空調機２４側のゾーン負荷に応じて、定格に近い負荷ではインバータ付き分散ポンプ２２を１００％の回転数で回転させる定格運転と、空調機２４側のゾーン負荷の低減に伴い、インバータ付き分散ポンプ２２に供給される商用電源の周波数を、例えば、５０Ｈｚから１５Ｈｚ程度まで低下して、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数を低下させる負荷に応じた部分負荷運転と、さらにゾーン負荷の低減が進んで、電源周波数が下限、例えば、１５Ｈｚ程度に低下して、インバータ付き分散ポンプ２２のモータの回転トルクが小さくなってポンプの回転が困難になる直前の最小回転数まで低下させるモータ焼損防止の最小回転運転と、推移して行われる。
【００２８】
図２（ｂ）に示す熱媒体混合パターンでは、空調機２４側のゾーン負荷の低減に伴い、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数を低下させ、インバータ付き分散ポンプ２２のモータの回転トルクが小さくなってポンプの回転が困難になる直前の最小回転数まで低下させるモータ焼損防止の最小回転運転を行いながら、バイパス管２５からの空調機２４を通過して暖められた又は冷やされた熱媒体を三方弁２１の弁２１ｃから導入し、温度制御配管系主管２０ａから供給される熱媒体に混合して弁２１ｂへ出して空調機２４を通過する前の熱媒体と混合して再び空調機２４に取り込ませる。
この熱媒体混合パターンによって、例えば、冷房時には、図３（ａ）に示すように、ゾーン負荷があまりに小さくなり、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が低下できない場合にも、温度制御配管系主管２０ａを流れる熱媒体の温度を上昇することによって、空調機２４の入口温度が高くなる。従って、空調ゾーン２６における冷えすぎ現象が解消される。
【００２９】
また、例えば、暖房時には、図３（ｂ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が低下することによって、温度制御配管系主管２０ａを流れる熱媒体の温度は下降し、空調機２４の入口温度が低くなる。従って、空調ゾーン２６における暖めすぎ現象が解消される。
各温度計２３は、インバータ付き分散ポンプ２２から空調機２４へ移送される熱媒体の温度を計測する。各温度計２３には、それぞれ往き温度伝送計装線３２を介してセレクタ３３に連絡している。セレクタ３３は、複数の各温度計２３の入力信号を受け、設定された設定閾値を超える信号がある場合に、下流の温度調整器３４の入力信号として選択して流すよう、温度調整器３４に計装線を介して連絡している。温度調整器３４は、２つの熱源機１１それぞれの機側盤に計装線を介して、機側盤内の調節計の設定値可変用の入力信号を流すよう連絡している。
【００３０】
各空調機２４は、空調機２４が備える冷却コイル又は加熱コイルにより熱媒体と空気とを熱交換して空調する対象の空調対象室等の空調ゾーン２６と連絡している。空調ゾーン２６には、例えば、図４に示すように、室内温度計２７と湿度計２８とが備えられている。室内温度計２７は、室内温度調節器２９に連絡し、湿度計２８は湿度調節器３０に連絡している。室内温度調節器２９と湿度調節器３０とは、計装線を介しセレクタ３１を介して三方弁２１とインバータ付き分散ポンプ２２とに連絡している。
【００３１】
以上の構成が空調ゾーン２６における二次側制御装置であるが、この二次側制御装置の働きは、暖房時は室内温度調節器２９からの制御信号のみがセレクタ３１で選択され、冷房時は、湿度調節器３０に設定された湿度と湿度計２８の実測湿度値との偏差に応じた湿度制御信号と、室内温度調節器２９に設定された温度と室内温度計２７の実測温度値との偏差に応じた温度制御信号とをセレクタ３１で比較し大きい信号が選択され、下流の三方弁２１，及びインバータ付き分散ポンプ２２の各々の熱媒体流量が制御される。その制御の詳細は、上記段落００２７〜００３０に詳説した通りである。
そして、空調ゾーン２６内の室内温度計２７と湿度計２８とに基づくゾーン負荷制御信号によって、三方弁２１の切換制御・比例制御及びインバータ付き分散ポンプ２２の回転数制御が行われるように構成されている。
【００３２】
次に、本実施形態に係る空調配管システム１の作用を説明する。
先ず、立ち上げ時には、熱源機１１を駆動して生成される一定温度の熱媒体を、例えば、図８に示すように、各インバータ付き分散ポンプ２２によって往きヘッダ１３及び熱媒体往き主管１６を介して吸い込むことで各温度制御配管系２０へ供給する。
各温度制御配管系２０では、三方弁２１を弁２１ａを全開、２１ｃを全閉にして温度制御配管系主管２０ａに供給されて空調立ち上げ時に運転を始め、その後、空調機２４が受け持つ空調ゾーン２６の熱負荷に対応した流量で供給するよう、図３のインバータ付き分散ポンプ２２のポンプ回転数や空調機入口熱媒体温度になるよう三方弁２１の開度を調整して、冷房や暖房が行われる。
【００３３】
各温度制御配管系２０から排出される熱媒体は、熱媒体還り主管路１７、還りヘッダ１４を介してインバータ付き分散ポンプ２２の吐出圧力を搬送力にして熱源機１１に戻される。つまり、各温度制御配管系２０の圧力損失を含み、熱媒体の全揚程、つまり熱媒体の搬送動力を全てインバータ付き分散ポンプ２２が受け持っている。
次に、空調ゾーン２６のゾーン負荷に応じて空調機２４に供給される熱媒体の量は、図２（ａ）に示す熱媒体流入パターンでは、空調機２４側のゾーン負荷に応じて、定格に近い負荷ではインバータ付き分散ポンプ２２を１００％の回転数で回転させる定格運転と、空調機２４側のゾーン負荷の低減に伴い、インバータ付き分散ポンプ２２に供給される商用電源の周波数を、例えば、５０Ｈｚから１５Ｈｚ程度まで低下して、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数を低下させる負荷に応じた部分負荷運転と、さらにゾーン負荷の低減が進んで、電源周波数が下限、例えば、１５Ｈｚ程度に低下して、インバータ付き分散ポンプ２２モータの回転トルクが小さくなってポンプの回転が困難になる直前の最小回転数まで低下させるモータ焼損防止の最小回転運転と、推移してインバータ付き分散ポンプ２２の回転数を調節することによって制御される。
【００３４】
さらに、空調ゾーン２６のゾーン負荷に応じて空調機２４に供給される熱媒体の量は、図２（ｂ）に示す熱媒体混合パターンでは、空調機２４側のゾーン負荷の低減に伴い、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数を低下させ、インバータ付き分散ポンプ２２のモータの回転トルクが小さくなってポンプの回転が困難になる直前の最小回転数まで低下させるモータ焼損防止の最小回転運転を行いながら、バイパス管２５からの空調機２４を通過して暖められた又は冷やされた熱媒体を三方弁２１の弁２１ｃから導入し、温度制御配管系主管２０ａから供給される熱媒体に混合して弁２１ｂへ出して空調機２４を通過する前の熱媒体と混合して再び空調機２４に取り込ませる。
【００３５】
この、インバータ付き分散ポンプ２２の焼損防止最小回転運転、及び三方弁２１による熱媒体混合パターンの運転によって、冷房時には各温度制御配管系２０の各温度制御配管系主管２０ａを流下する熱媒体の往き温度を上昇させ、暖房時には各温度制御配管系２０の各温度制御配管系主管２０ａを流下する熱媒体の往き温度を下降させることができる。
例えば、冷房時には、図３（ａ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が焼損防止最小回転数になってさらに制御出力が小さくなった際に、空調機入口温度制御に移行して空調機２４の入口温度が高くなる。つまり、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度は一定だが、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損防止の最小回転運転まで温度制御配管系主管２０ａを流れる量が減少し、さらに三方弁２１による熱媒体混合パターンの運転で、空調機２４で熱交換されて温度が高くなった熱媒体が三方弁２１の弁２１ｃから流入して混合し、空調機２４の入口に導入されるので、空調機２４の入口熱媒体温度が高くなる。従って、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損を防止しつつ、ゾーン負荷に適切に対応できる熱媒体供給が可能となる。
【００３６】
逆に、例えば、暖房時には、図３（ｂ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が焼損防止最小回転数になってさらに制御出力が小さくなった際に、空調機入口温度制御に移行して空調機２４の入口温度は下降する。つまり、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度は一定だが、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損防止の最小回転運転まで温度制御配管系主管２０ａを流れる量が減少し、さらに三方弁２１による熱媒体混合パターンの運転で、空調機２４で熱交換されて温度が低くなった熱媒体が三方弁２１の弁２１ｃから流入して混合し、空調機２４の入口に導入されるので、空調機２４の入口熱媒体温度が低下する。従って、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損を防止しつつ、ゾーン負荷に適切に対応できる熱媒体供給が可能となる。
ところで、熱源装置が圧縮式冷凍機の場合、蒸発器で冷凍する冷水の出口温度設定を高くすると、蒸発温度が高く、つまり蒸発器の冷媒圧力は高くて良くなり、圧縮機の圧縮仕事を減らすことができて、同じ冷却能力を発生するのに圧縮機運転エネルギが少なくて済む。つまり、成績係数ＣＯＰが向上する。これは、吸収式冷凍機においても、冷水出口温度を上げれば再生器で熱交換する駆動エネルギが小さくなることで、成績係数ＣＯＰが同様に向上する。
【００３７】
上記において、図３に示す制御出力、つまりゾーン負荷が小さくなってきて空調機入口温度制御に移行し、空調機２４の入口温度を冷房時にバイパスして高くする運転を説明したが、各ゾーン負荷とも同様に小さくなり、各温度制御配管系２０のほぼ全てが空調機２４の入口温度を高くする運転に移行するならば、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度自体を高くできることとなり、つまり冷凍機からの冷水出口温度設定を高くできる。これによって、非常にエネルギを消費する冷凍機運転エネルギを削減できる。
【００３８】
そして、インバータ付き分散ポンプ２２をモータ焼損防止の最小回転運転する温度制御配管系２０が多くなってくると、インバータ付き分散ポンプ２２の熱媒体搬送流量が減少し、さらにゾーン負荷が小さくなると空調機入口温度制御に移行し、三方弁２１の弁２１ａを流れる熱媒体が絞られて熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体量が減少することで、熱源機１１の最小流量の確保が困難になる。その熱源機１１の最小流量を確保するために、図１及び図７に示すように、流量調節器３５からの指令に基づきインバータ付き流量補償用ポンプ１５を始動及び流量制御する。
このインバータ付き流量補償用ポンプ１５の制御は、複数のインバータ付き分散ポンプ２２のインバータ周波数出力信号を図示しない演算器に入れて演算し熱媒体往き主管路１６の流量を想定したり、熱媒体還り主管路１７に設置されている流量計３７で熱媒体流量を計測したりして得られた信号を流量調整器３５に入力し、さらに、熱源機１１が複数ある場合、その運転信号を熱源機１１機側盤から得て運転台数を図示しない演算器で演算し、その信号も流量調節器３５の条件信号として入力し、始動及び流量制御する。
【００３９】
次に、複数の温度制御配管系２０の全てがゾーン負荷が小さくなり、空調機入口温度制御に移行し三方弁２１の弁２１ａを流れる熱媒体が絞られバイパス管２５からの戻り熱媒体と混合されることで、例えば、冷房時では熱媒体の温度が上昇して空調機２４の入口温度が高くなる。つまり、上記のように各温度制御配管系２０のほぼ全てが空調機２４の入口温度を高くする運転に移行するならば、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度自体を高くでき、つまり冷凍機からの冷水出口温度設定を高くできる。
この冷水出口温度設定を高くする（たとえて言うと、空調機二次側の変風量単一ダクト方式における給気温度制御のロードリセット制御：換気上必要な給気量を確保するため負荷が減少しても送風量を絞らず給気温度を上げる制御、の水版）には、冷水出口温度設定を上げて良いかどうか、どのぐらい上げるのかの判断及び制御が必要となるが、その制御に用いる計測信号として、各温度制御配管系２０の空調機入口温度を計測する温度計２３の温度計測値を用いる。
【００４０】
各ゾーン負荷が小さくなり、各温度制御配管系２０で空調機入口温度制御に移行すると、空調機２４からの給気でゾーン負荷が処理できるように図３に示すように制御するので、空調機２４が内蔵する冷水コイルや温水コイルが熱交換性能上要求する熱媒体温度を把握しなくても、三方弁２１でバイパス管２５からの戻り熱媒体との混合で自動的に適切な空調機２４入口温度の熱媒体に調整される。つまり、この空調機２４の入口熱媒体温度を計測すれば、空調機２４が内蔵する冷水コイルや温水コイルが要求する熱媒体温度が判る。
逆に、一旦熱媒体往き主管路１６の温度を変化させて、冷房時高くして運転を継続し、各ゾーン負荷が増加してきた場合には、図３に示すポンプ回転数が１００％になった温度制御配管系２０が一つでもあれば、冷水出口温度設定を元に戻す制御をすればよい。
【００４１】
冷水出口温度設定変更制御は、具体的に図６に示すステップで行われるのが望ましい。図５に示すように、各温度制御配管系主管２０ａの熱媒体の空調機２４の入口温度ｔ１〜ｔｎは、各温度計２３によって計測される。
冷房時には、図６に示すように、往き温度可変制御回路３２を介して温度調節器３４において、ステップＳ１で、各温度計２３から送られてくる空調機２４の入口温度ｔ１〜ｔｎのうちから最低温度を求める。
次に、ステップＳ２で、求められた最低値ｔｍｉｎから、例えば、０．５℃を差し引いた値をインバータ付き熱源機（冷凍機）１１の出口温度に設定する。
【００４２】
次に、ステップＳ３で、この求められた熱源機１１の出口温度＝ｔｍｉｎ−０．５℃を３０分間保持させる。
以上の最低値の設定を求めて、熱源機１１の出口温度を変更させるフローを１時間に１回行わせる。
暖房時には、図６における最低値ｔｍｉｎを最高値ｔｍａｘと置き換え、熱源機１１の出口温度＝ｔｍａｘ＋０．５℃とする。
即ち、各温度計２３に往き温度伝送計装線３２及びセレクタ３３を介して接続される温度調節器３４において、最大温度ｔｍａｘが、例えば、３０分に１回設定される。そして熱源機１１の出口温度を選択された最大温度に０．５℃を加算した値に設定する。
逆に、一旦熱源機１１の出口温度を変化させて、冷房時高くして運転を継続し、各ゾーン負荷が増加してきた場合には、図３に示すポンプ回転数が１００％になった温度制御配管系２０が一つでもあれば、冷水出口温度設定を元に戻す制御を同様に行えばよい。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、インバータ付き分散ポンプ２２による全揚程受持ち方式を構成し、インバータ付き流量補償用ポンプ１５は、往きヘッダ１３・還りヘッダ１４及び熱源機１１間の一次側だけの揚程で最小流量を確保できることから、空調機２４側のゾーン負荷に応じて必要流量の熱媒体をインバータ付き分散ポンプ２２で供給できるため、インバータ付き分散ポンプ２２の動力の省エネが可能となる。
また、分散ポンプ系それぞれに、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスを設けているので、ゾーン負荷から演算された熱媒体流量が、インバータ付き分散ポンプ２２のインバータの最小周波数から規定される焼損防止最小流量以下の流量となる場合は、インバータ付き分散ポンプ２２の流量を焼損防止最小流量一定にし、かつ余分な流量をバイパス循環で戻して熱量を減少させて、熱媒体の必要熱量のみを確保する、三方弁によるブリードイン式の負荷対応ができる。
【００４４】
また、各分散ポンプ系である各温度制御配管系２０で温度計２３によって熱媒体温度を計測し、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスと熱媒体往き主管路との熱媒体混合による負荷への往き温度が冷房時最低値を上回った際、又は暖房時最高値を下回った際には、中央の冷凍機等の熱源装置出口熱媒体温度設定値を可変とする制御を行うようにしたので、熱源機１１である冷凍機のＣＯＰ向上が期待できる。例えば、熱源機１１における蒸発器での熱媒体と熱交換する際の冷水出口設定温度を、夏季には７℃としたものを、秋期、冬期には８℃や９℃に上昇することが可能となる。
【００４５】
（第二実施形態）
図９は、本発明の第二実施形態に係る空調配管システム２を示す。
第二実施形態に係る空調配管システム２は、一次ポンプ方式に分散ポンプ系を適用した例を示す。
第二実施形態に係る空調配管システム２は、熱源機１１と往きヘッダ１３及び還りヘッダ１４、及び往きヘッダ１３と還りヘッダ１４とをヘッダ間流量調整弁４３を介して繋ぐヘッダ間バイパス管４２で構成される一次側に、インバータ付き一次ポンプ４１を備え、インバータ付き分散ポンプ２２は、受け持つ揚程を、往きヘッダ１３より下流の熱媒体往き主管路１６と還りヘッダ１４より上流の熱媒体還り主管路１７と温度制御配管系２０との圧力損失分としており、インバータ付き一次ポンプ４１は、熱源機１１から往きヘッダ１３までの熱媒体往き主管路、還りヘッダ１４までの熱媒体還り主管路、及び熱源機１１の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して熱媒体を搬送すると共に、インバータ付き流量補償ポンプの代わりに熱源機１１の最小流量を確保する働きを有する点で、第一実施形態に係る空調配管システム１とは相違する。
【００４６】
本実施形態では、ゾーン負荷が小さくなり、一定数以上の温度制御配管系２０の各インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が焼損防止最小回転数になる際には、熱源機１１の最小流量を確保するために、流量調節器３５からの指令に基づいて、インバータ付き一次ポンプ制御回路３６ａを介してインバータ付き一次ポンプ４１の流量、及びヘッダ間流量調整弁４３の開度を制御する。
そして、各ゾーン負荷が小さくなり、温度制御配管系２０で空調機入口温度制御に移行すると、空調機２４からの給気でゾーン負荷が処理できるように図３に示すように制御するので、空調機２４が内蔵する冷水コイルや温水コイルが熱交換性能上要求する熱媒体温度を把握しなくても、三方弁２１でバイパス管２５からの戻り熱媒体との混合で自動的に適切な空調機２４入口温度の熱媒体に調整される。つまり、この空調機２４の入口熱媒体温度を計測すれば、空調機２４が内蔵する冷水コイルや温水コイルが要求する熱媒体温度が判る。
【００４７】
複数の温度制御配管系２０の全てがゾーン負荷が小さくなり、空調機入口温度制御に移行し三方弁２１の弁２１ａを流れる熱媒体が絞られバイパス管２５からの戻り熱媒体と混合されることで、例えば、冷房時では熱媒体の温度が上昇して空調機２４の入口温度が高くなる。つまり、上記のように各温度制御配管系２０のほぼ全てが空調機２４の入口温度を高くする運転に移行するならば、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度自体を高くできることとなり、つまり冷凍機からの冷水出口温度設定を高くできる。
逆に、一旦熱媒体往き主管路１６の温度を変化させて、冷房時高くして運転を継続し、各ゾーン負荷が増加してきた場合には、図３に示すポンプ回転数が１００％になった温度制御配管系２０が一つでもあれば、冷水出口温度設定を元に戻す制御をすればよい。
【００４８】
本実施形態によれば、インバータ付き分散ポンプ２２による二次側揚程受持ちの一次ポンプ方式を構成し、インバータ付き一次ポンプ４１は、往きヘッダ１３・還りヘッダ１４及び熱源機１１の間の一次側だけの揚程で熱源機の最小流量を確保できることから、空調機２４側のゾーン負荷に応じて空調機２４に熱媒体をインバータ付き分散ポンプ２２で必要量だけ供給できるため、インバータ付き分散ポンプ２２の動力の省エネが可能となる。
また、分散ポンプ系である各温度制御配管系２０に、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスを設けているので、ゾーン負荷から演算された熱媒体流量が、インバータ付き分散ポンプ２２のインバータの最小周波数から規定される焼損防止最小流量以下の流量となる場合は、インバータ付き分散ポンプ２２の流量を焼損防止最小流量一定にし、かつ余分な流量をバイパス循環で戻して熱量を減少させて、熱媒体の必要熱量のみを確保する、三方弁によるブリードイン式の負荷対応ができる。
【００４９】
また、各分散ポンプ系である各温度制御配管系２０で温度計２３によって熱媒体温度を計測し、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスと熱媒体往き主管路との熱媒体混合による負荷への往き温度が冷房時最低値を上回った際、又は暖房時最高値を下回った際には、中央の冷凍機等の熱源装置出口熱媒体温度設定値を可変とする制御を行うようにしたので、熱源機１１である冷凍機のＣＯＰ向上が期待できる。例えば、熱源機１１における蒸発器での熱媒体と熱交換する際の冷水出口設定温度を、夏季には７℃としたものを、秋期、冬期には８℃や９℃に上昇することが可能となる。
【００５０】
（第三実施形態）
図１０は、本発明の第三実施形態に係る空調配管システム３を示す。
第三実施形態に係る空調配管システム３は、一次ポンプ二次ポンプ方式に分散ポンプ系を適用した例を示す。
第三実施形態に係る空調配管システム３は、熱源機１１と往きヘッダ１３及び還りヘッダ１４、及び往きヘッダ１３と還りヘッダ１４とをヘッダ間流量調整弁４３を介して繋ぐヘッダ間バイパス管４２で構成される一次側に、インバータ付き一次ポンプを備え、インバータ付き分散ポンプ２２は、受け持つ揚程を温度制御配管系２０の圧力損失分としており、往きヘッダ１３を二つの往きヘッダ１３ａ、１３ｂとすると共に、往きヘッダ１３ａ、１３ｂ間に二つのインバータ付き二次ポンプ４４と圧力調整弁４５とを配置し、往きヘッダ１３ａ，１３ｂ間の圧力差を測定する圧力計４６と圧力調節器４７とを備える二次ポンプ吐出圧力制御回路４８を備え、インバータ付き一次ポンプ４１は、熱源機１１から往きヘッダ１３までの熱媒体往き主管路、還りヘッダ１４までの熱媒体還り主管路、及び熱源機１１の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して熱媒体を搬送すると共に、インバータ付き流量補償ポンプの代わりに熱源機１１の最小流量を確保する働きを有する点で、第一実施形態に係る空調配管システム１とは相違する。
【００５１】
二次ポンプを有する吐出圧力制御の変流量方式制御方法においては、従来方式で温度制御配管系に相当する部分には空調機と二方弁が備わり、ゾーン負荷の変動により二方弁が開閉することとなり熱媒体の流量変動の影響による熱媒体往き主管路１６内の圧力が大きく変わるところを、二次ポンプ入口出口各々に備わる２つの往きヘッダ間にバイパス弁として設置される圧力調整弁４５の開閉によって、熱媒体往き主管路１６の熱媒体圧力を応答良く一定に保つ制御が行われる。特に、複数台の二次ポンプを備える場合に送水圧力を一定にして温度制御配管系の制御性を良くする。
本例においても、インバータ付き二次ポンプ４４による熱媒体往き主管路１６への押し込み搬送と、各温度制御配管系２０における流量調整及び搬送を受け持つインバータ付き分散ポンプ２２の揚程ミスマッチにより、熱媒体往き主管路１６内の圧力変動が生じやすいところ、２つの往きヘッダ１３ａ，１３ｂ間にバイパス弁として設置される圧力調整弁４５の開閉制御は、往きヘッダ１３ａ、１３ｂの圧力差分を計測する差圧計４６からの信号に基づいて圧力調整弁４５を制御する圧力調整器４７によって行われる構成となっている。これによって、熱媒体往き主管１６の送水圧力が安定するよう制御される。
【００５２】
本実施形態によれば、分散ポンプ系である各温度制御配管系２０に、三方弁２１の弁２１ｃにバイパス管２５を接続し、空調機２４の出口熱媒体の一部を返して混合することで、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損防止の最小回転運転をこのバイパス循環で維持しながら、三方弁の機構上の特性（流路を片側開き勝手になれば片側は締まり勝手になる特性）による外部からの熱媒体圧力変動起因のバイパス循環変動が小さいことを利用して、主流のインバータ付き二次ポンプ４４の長い延長の熱媒体往き主管路１６及び熱媒体還り主管路１７の圧力損失受け持ちの大揚程に起因する、往きヘッダ１３ａ，１３ｂや還りヘッダ１４に近い温度制御配管系２０への押込み圧からの熱媒体のスルーを排除して、インバータ付き二次ポンプ４４の動力の無駄を無くすことが可能となる。
【００５３】
また、三方弁２１とバイパス管２５とでバイパスのみで循環する際、つまり、図２（ｃ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２が停止する際に、弁２１ａを閉止し、弁２１ｂ、２１ｃを開いた状態にする熱媒体停止パターンで運転される温度制御配管系２０が存在する場合、三方弁２１の弁２１ａが全閉されているので、インバータ付き二次ポンプ４４の押し込み圧が掛かっても、間接的にインバータ付き一次ポンプ４１の背圧が掛かったとしても、他の温度制御配管系２０が備えるインバータ付き分散ポンプ２２の吐出圧が空調機出口側に掛かったとしても、熱媒体は弁２１ａを通過して熱媒体往き主管路１６から熱媒体還り主管路１７へスルーして流れることはない。従って、逆流を防止するための特別な機器を必要としない。
そして、複数の温度制御配管系２０毎に、インバータ付き分散ポンプ２２と三方弁２１とバイパス管２５とを備えていることで、ある温度制御配管系２０が停止した後にゾーン負荷が増加し空調機２４が再度稼働する際にも、予め、三方弁２１の弁２１ａを閉じてバイパス管２５側を循環させてから、徐々に弁２１ａを開け、弁２１ｃを閉めることで、熱媒体往き主管路１６の流量変動を穏やかにさせて、インバータ付き一次ポンプ４１やインバータ付き二次ポンプ４４の、オーバーシュートを伴う流量変動などを防止することも可能である。
【００５４】
また、各分散ポンプ系である各温度制御配管系２０で温度計２３によって熱媒体温度を計測し、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスと熱媒体往き主管路１６との熱媒体混合による負荷への往き温度が冷房時最低値を上回った際、又は暖房時最高値を下回った際には、中央の冷凍機等の熱源装置出口熱媒体温度設定値を可変とする制御を行うようにしたので、熱源機１１である冷凍機のＣＯＰ向上が期待できる。例えば、熱源機１１における蒸発器での熱媒体と熱交換する際の冷水出口設定温度を、夏季には７℃としたものを、秋期、冬期には８℃や９℃に上昇することが可能となる。
なお、本実施形態においても、ゾーン負荷が小さくなり、一定数以上の温度制御配管系２０の各インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が焼損防止最小回転数になる際には、熱源機１１の最小流量を確保するために、流量調節器３５からの指令に基づいて、インバータ付き一次ポンプ制御回路３６ａを介してインバータ付き一次ポンプ４１の流量、及びヘッダ間流量調整弁４３の開度を制御する。
【００５５】
なお、上記各実施形態では、熱源装置（熱源機１１）として、圧縮式冷凍機を例に説明したが、吸収式冷凍機でも、冷温水発生機でも、温水ボイラでも、熱媒体を水とする各種熱源機１１を用いても良い。
また、本発明の係る空調配管システムを第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図１１に示す従来の一次ポンプ方式及び図１２に示す従来の一次ポンプ二次ポンプ方式における温度制御配管系を、上記各実施形態において説明した温度制御配管系２０とすることによって、上記各実施形態と同様の作用効果を奏することが可能となる。
【符号の説明】
【００５６】
１，２，３ 空調配管システム
１１ 熱源機
１２ 流量調整弁
１３ 往きヘッダ
１４ 還りヘッダ
１５ インバータ付き流量補償用ポンプ
１５ａ 一次バイパス管
１６ 熱媒体往き主管路
１７ 熱媒体還り主管路
１８ 熱媒体往き管路
１９ 熱媒体還り管路
２０ 温度制御配管系
２０ａ 温度制御配管系主管
２１ 三方弁
２２ インバータ付き分散ポンプ
２３ 温度計
２４ 空調機
２５ バイパス管
２６ 空調ゾーン
３２ 往き温度伝送計装線
３３ セレクタ
３４ 温度調節器
３５ 流量調節器
３６ インバータ付き流量補償用ポンプ制御回路
３６ａ インバータ付き一次ポンプ制御回路
３７ 流量計
４０ 熱量計
４１ インバータ付き一次ポンプ
４４ インバータ付き二次ポンプ
４７ 圧力調節器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル、工場等の空気調和設備における冷水、温水等の熱媒体を送給するための空調配管システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の店舗及び事務所等が入居するオフィスビル等の建造物、又は、生産工程上温調された空間を要求する工場等の建造物には、複数の空調機が設けられ、各空調機には、熱源機からポンプにより冷水又は温水等の熱媒体が各空調機が受け持つ部屋やゾーンの熱負荷に対応した流量で供給され、冷房や暖房が行われる。
図１１は、このような空調機を備えた従来の一次ポンプ方式の空調配管システム１００を示す。ここでは、二方弁（流量制御弁）１０５による流量制御方式が採用されている。
【０００３】
従来の一次ポンプ方式の空調配管システム１００は、冷凍機又はボイラのような熱源機１０１と、熱源機１０１の入口側に位置して冷水又は温水等の熱媒体を搬送する一次ポンプ１０２と、熱源機１０１の出口側に接続されて熱媒体が送給される熱媒体往き主管路１０３と、熱媒体往き主管路１０３から分岐した複数の熱媒体往き管路１０４と、入口側が各熱媒体往き管路１０４に接続されて互いに並列配置される二方弁１０５及びＡＨＵ（エアハンドリングユニット）やファンコイルユニット等の冷水コイルや温水コイルと処理空気とを熱交換する空調機（以下、空調機という）１０６と、各空調機１０６の出口側に接続される熱媒体還り管路１０７と、各熱媒体還り管路１０７が合流するように接続されると共に、熱源機１０１の入口側に接続される熱媒体還り主管路１０８と、最も熱源機１０１側の空調機１０６よりも熱媒体流れ方向上流側において熱媒体往き主管路１０３に接続される往きヘッダ１０９と、最も熱源機１０１側の空調機１０６よりも熱媒体流れ方向下流側において熱媒体還り主管路１０８に接続される還りヘッダ１１０と、流量調整弁１１２を備えて往きヘッダ１０９と還りヘッダ１１０とを繋ぐバイパス管路１１１とを有する。
【０００４】
本例では、熱媒体往き管路１０４と、二方弁１０５と、空調機１０６と、熱媒体還り管路１０７とで温度制御配管系が構成されている。
従来の一次ポンプ方式の空調配管システム１００は、一次ポンプ１０２で、空調機１０６で温度変化後還ってきて熱源機１０１にて温調される一定温度の熱媒体を多層階に設けた各空調機１０６に持ち上げている。
一次ポンプ１０２は、各空調機１０６の負荷に対応するために、多量の熱媒体を送る必要がある。また、一次ポンプ１０２は、熱源機１０１の圧力損失と各配管、二方弁１０５及び空調機１０６の圧損とを受け持つ。
【０００５】
各階では、空調機１０６の負荷変動に対応するため、二方弁１０５の開度を調節している。二方弁１０５が絞られると、絞られたことで余分になった熱媒体が熱媒体往き管路１０４、ひいては熱媒体往き主管路１０３を流れず、その余分な熱媒体は往きヘッダ１０９からバイパス管路１１１を介して還りヘッダ１１０へ流される。その際、一次ポンプ１０２は、たとえ変流量制御ができるようになっていても不具合なく負荷変動への対応ができるように、熱源機１０１の最小流量で熱媒体を送り続ける。そして、不要な熱媒体を往きヘッダ１０９からバイパス管路１１１を介して還りヘッダ１１０に逃がし、残りの熱媒体を熱源機１０１に搬送するよう運転される。
【０００６】
バイパス管路１１１で熱媒体の冷熱又は温熱を消費せず熱源機１０１に戻すのは、熱源機１０１が蒸発器での凍結や同凍結防止のための保護回路起動による負荷追従不能、さらに、吸収式冷凍機の場合凝縮器又は吸収器での吸収液結晶化等の不具合を起こさないようにするために最低確保すべき熱源機１０１の熱媒体流量が決まっており、その流量を確保するためである。
従来の一次ポンプ式の空調配管システム１００では、例えば、建屋の高さ距離や熱源機１０１からの離れ距離を右方向に大きくなるよう示す、図１３に示すように、最上階まで熱媒体を送れるように揚程を確保するため、大きな揚程を有する一次ポンプ１０２となり、事務所ビル等の各階が略同じ熱負荷を有し、各空調機１０６の受け持ち熱負荷が略同じことから各階の温度制御配管系の圧損が略同じとなったとしても、一次ポンプ１０２に近い低層階の温度制御配管系に、図１３のように大揚程の搬送動力が付与されて必要以上の熱媒体が入るので、下層階側の二方弁１０５が絞り勝手になる。
従って、一次ポンプ１０２側の二方弁１０５は、抵抗を付けて流量を調整するため、１００％負荷の場合でも絞りが必要となり、一次ポンプ１０２の動力の無駄が生じる。
【０００７】
図１２は、同様の空調機１０６を備えた従来の一次ポンプ二次ポンプ方式の空調配管システム２００を示す。
従来の一次ポンプ二次ポンプ方式の空調配管システム２００では、一次ポンプ１０２は、熱源機１０１の圧力損失を受け持ち、二次ポンプ２０１は負荷側の圧力損失を受け持つように、２つの往きヘッダ１０９ａ、１０９ｂ間に二次ポンプ２０１と圧力調節弁２０２とが配置されている。
その他の構成は、従来の一次ポンプ方式の空調配管システム１００と同じである。
【０００８】
従来の一次ポンプ二次ポンプ方式の空調配管システム２００でも、例えば、図１４に示すように、最上階まで熱媒体を送れるように揚程を確保するため、大きな揚程を有する二次ポンプ２０１となり、事務所ビル等の各階が略同じ熱負荷を有し、各空調機１０６の受け持ち熱負荷が略同じことから各階の温度制御配管系の圧損が略同じとなったとしても、二次ポンプ２０１に近い低層階の温度制御配管系に、図１４のように大揚程の搬送動力が付与されて必要以上の熱媒体が入るので、下層階側の二方弁１０５が絞り勝手になる。
従って、二次ポンプ２０１側の二方弁１０５は、抵抗を付けて流量を調整するため、１００％負荷の場合でも絞りが必要となり、二次ポンプ２０１の動力の無駄が生じる。
【０００９】
そこで、熱源機から熱媒体往き管路を介して導かれる熱媒体の流量を、各空調機毎に空調負荷を室内温度測定値と設定値との偏差に応じて制御して二方弁１０５の代替となし、省電力化を図ることができるように、各空調機にそれぞれインバータ付きポンプを設置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、各空調機毎にそれぞれインバータ付きポンプを設置すると共に、各熱媒体往き管路側に逆止弁（逆流防止手段）を設置することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３４９０９８６号公報
【特許文献２】特許第３７０８６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１の空気調和施設における搬送動力削減システムでは、各空調機毎のインバータ付きポンプしか熱媒体搬送手段を有さないため、冷凍機の冷水量を可変とするにあたり、冷凍機最小流量確保のため通常１００〜５０％程度までが可変可能量であるのに対し、各インバータ付きポンプが二次側の空調負荷に応じて流量を絞るため、空調負荷が少ない季節では冷凍機最小流量が確保できないという問題がある。
また、複数の供給管路のうち一系統のみでインバータ付きポンプが停止した際、他の供給管路の動作しているインバータ付きポンプの搬送力により、熱媒体が停止中のインバータ付きポンプや空調機に逆流してしまうという問題がある。
また、特許文献２の液体配管設備では、図１２に示すように、一次ポンプ二次ポンプ方式として二次ポンプを設けると、二次ポンプ付近の空調機の温度制御配管系のみが停止した場合、二次ポンプの搬送力により、順方向へ熱媒体が送給されるので逆止弁では止めようがなく、二次ポンプの搬送力によりその停止した温度制御配管系を熱媒体がスルーしてしまい、つまりその分の二次ポンプ搬送動力の無駄が生じてしまう。
【００１２】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、一次側熱媒ポンプと空調機との距離に関係なく負荷に応じて必要流量を確保することが可能な空調配管システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に温度調整した熱媒体をインバータ付き分散ポンプの搬送力により供給する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとを繋ぐ、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き流量補償用ポンプを備えた一次バイパス管と、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、前記インバータ付き流量補償用ポンプの回転制御を行う一次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて前記熱源装置の最小流量を確保することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に温度調整した熱媒体をインバータ付き分散ポンプの搬送力により供給する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとを繋ぐ、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き流量補償用ポンプを備えた一次バイパス管と、前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き流量補償用ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の空調配管システムにおいて、前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態を、前記熱媒体還り主管路に設けた流量計の計測値に基づいて判断し、前記インバータ付き流量補償用ポンプの駆動及び回転数を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記複数の温度制御配管系へ前記熱媒体を搬送するための、前記往きヘッダ以降の熱媒体往き主管路、及び前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有する前記熱媒体往き主管の往きヘッダ後流に位置するインバータ付き二次ポンプと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保することを特徴とする。
【００１９】
請求項７に係る発明は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、前記複数の温度制御配管系へ前記熱媒体を搬送するための、前記往きヘッダ以降の前記熱媒体往き主管路、及び前記還りヘッダまでの前記熱媒体還り主管路の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有する前記熱媒体往き主管の往きヘッダ後流に位置するインバータ付き二次ポンプと、前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置とを備え、前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、インバータ付き分散ポンプによる全揚程受持ち方式とした場合には、インバータ付き流量補償用ポンプは、往きヘッダ・還りヘッダ及び熱源装置間の一次側だけの揚程で最小流量を確保できることから、空調機側のゾーン負荷に応じて必要流量の熱媒体をインバータ付き分散ポンプで供給できるため、インバータ付き分散ポンプ動力の省エネが可能となる。
【００２１】
本発明によれば、分散ポンプ系それぞれに、三方弁とバイパス管とで構成するバイパスを設けているので、ゾーン負荷から演算された熱媒体流量が、インバータ付き分散ポンプのインバータの最小周波数から規定される焼損防止最小流量以下の流量となる場合は、インバータ付き分散ポンプ流量を焼損防止最小流量一定にし、かつ余分な流量をバイパス循環で戻して熱量を減少させて、熱媒体の必要熱量のみを確保する、三方弁によるブリードイン式の負荷対応ができる。
そして、インバータ付き分散ポンプが温度制御配管系のみの揚程を受持つ場合、分散ポンプ系での流量を所定の焼損防止最小流量以上を確保することや、その調整機構が三方弁であることから、インバータ付き一次ポンプやインバータ付き二次ポンプの揚程によらず、これら主管路に備わるポンプの揚程に起因する熱媒体の温度制御配管系への押し込みスルーを排除可能なため、インバータ付き一次ポンプやインバータ付き二次ポンプの動力の無駄を無くすことができる。
【００２２】
本発明によれば、各分散ポンプ系で熱媒体温度を計測し、三方弁とバイパス管とで構成するバイパスと熱媒体往き主管路との熱媒体混合による負荷への往き温度が冷房時最低値を上回った際、又は暖房時最高値を下回った際には、中央の冷凍機等の熱源装置出口熱媒体温度設定値を可変とする制御を行うようにしたので、冷凍機のＣＯＰ向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る空調配管システムを示す概略図である。
【図２】図１における三方弁の比例制御及び切替を示す説明図である。
【図３】図１における熱負荷の制御出力と、ポンプ回転数又は熱媒体の空調機入口温度との関係を示す図である。
【図４】図１における温度制御配管系の空調ゾーン側の二次側制御装置を示す概略図である。
【図５】図１における温度制御配管系における最低温度又は最高温度を求める構成を示す図である。
【図６】図１における温度制御配管系における最低温度又は最高温度を求めるフロー図である。
【図７】図１における冷凍機回りの流量と、温度制御配管系におけるインバータ付き分散ポンプ側流量、及びインバータ付き流量補償用ポンプの流量との関係を示す図である。
【図８】図１における空調配管システムにおけるインバータ付きポンプと空調機との関係を示す概略図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る空調配管システムを示す概略図である。
【図１０】本発明の第三実施形態に係る空調配管システムを示す概略図である。
【図１１】従来の空調配管システムを示す概略図である。
【図１２】従来の別の空調配管システムを示す概略図である。
【図１３】図１１に示す空調配管システムにおけるポンプの揚程及び圧力損失と、熱源装置からの距離との関係を示す概略図である。
【図１４】図１２に示す空調配管システムにおけるポンプの揚程及び圧力損失と、熱源装置からの距離との関係を示す概略図である。”
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る空調配管システム１を示す。
本空調配管システム１は、インバータ付き分散ポンプによる熱媒体全揚程受持ち方式であって、冷凍機又はボイラのような２つの熱源機１１と、２つの熱源機１１の出口側にそれぞれ接続される流量調整弁１２と、流量調整弁１２の出口側に接続される往きヘッダ１３と、２つの熱源機１１の入口側に接続される還りヘッダ１４と、往きヘッダ１３と還りヘッダ１４との間に配置されるインバータ付き流量補償用ポンプ１５を有する一次バイパス管１５ａとを備えている。
インバータ付き流量補償用ポンプ１５は、２つの熱源機１１の最小流量を確保するために設置されている。２つの熱源機１１と流量調整弁１２とは、冷凍機台数制御コントローラ４０に接続されている。冷凍機台数コントローラ４０は、複数の冷凍機を、後述する主管路温度計３８，３９及び流量計３７の計測値から演算される熱量により自動台数制御運転を行うために用いられる。
【００２５】
往きヘッダ１３には、２つの熱源機１１から後述する複数の温度制御配管系２０に熱媒体を送給する熱媒体往き主管路１６が接続されている。熱媒体往き主管路１６の往きヘッダ１３出口近傍には、主管路温度計３８が設けられている。
還りヘッダ１４には、後述する複数の温度制御配管系２０からの熱媒体を移送する熱媒体還り主管路１７が接続されている。熱媒体還り主管路１７には、還りヘッダ１４の入口近傍に流量計３７が設けられている。流量計３７は、流量調節器３５を備えたインバータ付き流量補償用ポンプ制御回路３６、及び主管路温度計３８，３９の計測信号をも取り込む熱量計４０に接続されている。インバータ付き流量補償用ポンプ制御回路３６は、インバータ付き流量補償用ポンプ１５のインバータに接続されている。熱媒体還り主管路１７の還りヘッダ入口近傍には、主管路温度計３９が設けられている。
【００２６】
各温度制御配管系２０は、入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路１８に三方弁２１、インバータ付き分散ポンプ２２、温度計２３及び空調機２４を備えると共に、空調機２４の出口側に熱媒体還り管路１９を備える温度制御配管系主管２０ａと、三方弁２１と熱媒体還り管路１９とを繋ぐバイパス管２５とを備えている。
そして、各温度制御配管系２０は、本空調配管システム１が設置される建物に対して、熱媒体往き主管路１６と熱媒体還り主管路１７との間に互いに並列配置されている。
各三方弁２１の入口側は、熱媒体往き主管路１６から分岐した複数の熱媒体往き管路１８にそれぞれ接続されている。各バイパス管２５は、熱媒体還り主管路１７にそれぞれ接続される熱媒体還り管路１９にそれぞれ接続されている。
【００２７】
各三方弁２１は、例えば、図２（ａ）に示すように、弁２１ａ、２１ｂを開き、弁２１ｃを閉じた状態で、熱媒体往き管路１８から供給される熱媒体を各温度制御配管系主管２０ａに流下させる熱媒体流入パターンと、図２（ｂ）に示すように、弁２１ａを絞り、弁２１ｂ、２１ｃを開いた状態で、バイパス管２５からの熱媒体と混合して各温度制御配管系主管２０ａを流下させてインバータ付き分散ポンプ２２、温度計２３及び空調機２４を流す熱媒体混合パターンと、図２（ｃ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２が停止する際に、弁２１ａを閉止し、弁２１ｂ、２１ｃを開いた状態にする熱媒体停止パターンと、に切り替えられる。
図２（ａ）に示す熱媒体流入パターンでは、空調機２４側のゾーン負荷に応じて、定格に近い負荷ではインバータ付き分散ポンプ２２を１００％の回転数で回転させる定格運転と、空調機２４側のゾーン負荷の低減に伴い、インバータ付き分散ポンプ２２に供給される商用電源の周波数を、例えば、５０Ｈｚから１５Ｈｚ程度まで低下して、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数を低下させる負荷に応じた部分負荷運転と、さらにゾーン負荷の低減が進んで、電源周波数が下限、例えば、１５Ｈｚ程度に低下して、インバータ付き分散ポンプ２２のモータの回転トルクが小さくなってポンプの回転が困難になる直前の最小回転数まで低下させるモータ焼損防止の最小回転運転と、推移して行われる。
【００２８】
図２（ｂ）に示す熱媒体混合パターンでは、空調機２４側のゾーン負荷の低減に伴い、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数を低下させ、インバータ付き分散ポンプ２２のモータの回転トルクが小さくなってポンプの回転が困難になる直前の最小回転数まで低下させるモータ焼損防止の最小回転運転を行いながら、バイパス管２５からの空調機２４を通過して暖められた又は冷やされた熱媒体を三方弁２１の弁２１ｃから導入し、温度制御配管系主管２０ａから供給される熱媒体に混合して弁２１ｂへ出して空調機２４を通過する前の熱媒体と混合して再び空調機２４に取り込ませる。
この熱媒体混合パターンによって、例えば、冷房時には、図３（ａ）に示すように、ゾーン負荷があまりに小さくなり、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が低下できない場合にも、温度制御配管系主管２０ａを流れる熱媒体の温度を上昇することによって、空調機２４の入口温度が高くなる。従って、空調ゾーン２６における冷えすぎ現象が解消される。
【００２９】
また、例えば、暖房時には、図３（ｂ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が低下することによって、温度制御配管系主管２０ａを流れる熱媒体の温度は下降し、空調機２４の入口温度が低くなる。従って、空調ゾーン２６における暖めすぎ現象が解消される。
各温度計２３は、インバータ付き分散ポンプ２２から空調機２４へ移送される熱媒体の温度を計測する。各温度計２３には、それぞれ往き温度伝送計装線３２を介してセレクタ３３に連絡している。セレクタ３３は、複数の各温度計２３の入力信号を受け、設定された設定閾値を超える信号がある場合に、下流の温度調整器３４の入力信号として選択して流すよう、温度調整器３４に計装線を介して連絡している。温度調整器３４は、２つの熱源機１１それぞれの機側盤に計装線を介して、機側盤内の調節計の設定値可変用の入力信号を流すよう連絡している。
【００３０】
各空調機２４は、空調機２４が備える冷却コイル又は加熱コイルにより熱媒体と空気とを熱交換して空調する対象の空調対象室等の空調ゾーン２６と連絡している。空調ゾーン２６には、例えば、図４に示すように、室内温度計２７と湿度計２８とが備えられている。室内温度計２７は、室内温度調節器２９に連絡し、湿度計２８は湿度調節器３０に連絡している。室内温度調節器２９と湿度調節器３０とは、計装線を介しセレクタ３１を介して三方弁２１とインバータ付き分散ポンプ２２とに連絡している。
【００３１】
以上の構成が空調ゾーン２６における二次側制御装置であるが、この二次側制御装置の働きは、暖房時は室内温度調節器２９からの制御信号のみがセレクタ３１で選択され、冷房時は、湿度調節器３０に設定された湿度と湿度計２８の実測湿度値との偏差に応じた湿度制御信号と、室内温度調節器２９に設定された温度と室内温度計２７の実測温度値との偏差に応じた温度制御信号とをセレクタ３１で比較し大きい信号が選択され、下流の三方弁２１，及びインバータ付き分散ポンプ２２の各々の熱媒体流量が制御される。その制御の詳細は、上記段落００２７〜００３０に詳説した通りである。
そして、空調ゾーン２６内の室内温度計２７と湿度計２８とに基づくゾーン負荷制御信号によって、三方弁２１の切換制御・比例制御及びインバータ付き分散ポンプ２２の回転数制御が行われるように構成されている。
【００３２】
次に、本実施形態に係る空調配管システム１の作用を説明する。
先ず、立ち上げ時には、熱源機１１を駆動して生成される一定温度の熱媒体を、例えば、図８に示すように、各インバータ付き分散ポンプ２２によって往きヘッダ１３及び熱媒体往き主管１６を介して吸い込むことで各温度制御配管系２０へ供給する。
各温度制御配管系２０では、三方弁２１を弁２１ａを全開、２１ｃを全閉にして温度制御配管系主管２０ａに供給されて空調立ち上げ時に運転を始め、その後、空調機２４が受け持つ空調ゾーン２６の熱負荷に対応した流量で供給するよう、図３のインバータ付き分散ポンプ２２のポンプ回転数や空調機入口熱媒体温度になるよう三方弁２１の開度を調整して、冷房や暖房が行われる。
【００３３】
各温度制御配管系２０から排出される熱媒体は、熱媒体還り主管路１７、還りヘッダ１４を介してインバータ付き分散ポンプ２２の吐出圧力を搬送力にして熱源機１１に戻される。つまり、各温度制御配管系２０の圧力損失を含み、熱媒体の全揚程、つまり熱媒体の搬送動力を全てインバータ付き分散ポンプ２２が受け持っている。
次に、空調ゾーン２６のゾーン負荷に応じて空調機２４に供給される熱媒体の量は、図２（ａ）に示す熱媒体流入パターンでは、空調機２４側のゾーン負荷に応じて、定格に近い負荷ではインバータ付き分散ポンプ２２を１００％の回転数で回転させる定格運転と、空調機２４側のゾーン負荷の低減に伴い、インバータ付き分散ポンプ２２に供給される商用電源の周波数を、例えば、５０Ｈｚから１５Ｈｚ程度まで低下して、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数を低下させる負荷に応じた部分負荷運転と、さらにゾーン負荷の低減が進んで、電源周波数が下限、例えば、１５Ｈｚ程度に低下して、インバータ付き分散ポンプ２２モータの回転トルクが小さくなってポンプの回転が困難になる直前の最小回転数まで低下させるモータ焼損防止の最小回転運転と、推移してインバータ付き分散ポンプ２２の回転数を調節することによって制御される。
【００３４】
さらに、空調ゾーン２６のゾーン負荷に応じて空調機２４に供給される熱媒体の量は、図２（ｂ）に示す熱媒体混合パターンでは、空調機２４側のゾーン負荷の低減に伴い、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数を低下させ、インバータ付き分散ポンプ２２のモータの回転トルクが小さくなってポンプの回転が困難になる直前の最小回転数まで低下させるモータ焼損防止の最小回転運転を行いながら、バイパス管２５からの空調機２４を通過して暖められた又は冷やされた熱媒体を三方弁２１の弁２１ｃから導入し、温度制御配管系主管２０ａから供給される熱媒体に混合して弁２１ｂへ出して空調機２４を通過する前の熱媒体と混合して再び空調機２４に取り込ませる。
【００３５】
この、インバータ付き分散ポンプ２２の焼損防止最小回転運転、及び三方弁２１による熱媒体混合パターンの運転によって、冷房時には各温度制御配管系２０の各温度制御配管系主管２０ａを流下する熱媒体の往き温度を上昇させ、暖房時には各温度制御配管系２０の各温度制御配管系主管２０ａを流下する熱媒体の往き温度を下降させることができる。
例えば、冷房時には、図３（ａ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が焼損防止最小回転数になってさらに制御出力が小さくなった際に、空調機入口温度制御に移行して空調機２４の入口温度が高くなる。つまり、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度は一定だが、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損防止の最小回転運転まで温度制御配管系主管２０ａを流れる量が減少し、さらに三方弁２１による熱媒体混合パターンの運転で、空調機２４で熱交換されて温度が高くなった熱媒体が三方弁２１の弁２１ｃから流入して混合し、空調機２４の入口に導入されるので、空調機２４の入口熱媒体温度が高くなる。従って、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損を防止しつつ、ゾーン負荷に適切に対応できる熱媒体供給が可能となる。
【００３６】
逆に、例えば、暖房時には、図３（ｂ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が焼損防止最小回転数になってさらに制御出力が小さくなった際に、空調機入口温度制御に移行して空調機２４の入口温度は下降する。つまり、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度は一定だが、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損防止の最小回転運転まで温度制御配管系主管２０ａを流れる量が減少し、さらに三方弁２１による熱媒体混合パターンの運転で、空調機２４で熱交換されて温度が低くなった熱媒体が三方弁２１の弁２１ｃから流入して混合し、空調機２４の入口に導入されるので、空調機２４の入口熱媒体温度が低下する。従って、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損を防止しつつ、ゾーン負荷に適切に対応できる熱媒体供給が可能となる。
ところで、熱源装置が圧縮式冷凍機の場合、蒸発器で冷凍する冷水の出口温度設定を高くすると、蒸発温度が高く、つまり蒸発器の冷媒圧力は高くて良くなり、圧縮機の圧縮仕事を減らすことができて、同じ冷却能力を発生するのに圧縮機運転エネルギが少なくて済む。つまり、成績係数ＣＯＰが向上する。これは、吸収式冷凍機においても、冷水出口温度を上げれば再生器で熱交換する駆動エネルギが小さくなることで、成績係数ＣＯＰが同様に向上する。
【００３７】
上記において、図３に示す制御出力、つまりゾーン負荷が小さくなってきて空調機入口温度制御に移行し、空調機２４の入口温度を冷房時にバイパスして高くする運転を説明したが、各ゾーン負荷とも同様に小さくなり、各温度制御配管系２０のほぼ全てが空調機２４の入口温度を高くする運転に移行するならば、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度自体を高くできることとなり、つまり冷凍機からの冷水出口温度設定を高くできる。これによって、非常にエネルギを消費する冷凍機運転エネルギを削減できる。
【００３８】
そして、インバータ付き分散ポンプ２２をモータ焼損防止の最小回転運転する温度制御配管系２０が多くなってくると、インバータ付き分散ポンプ２２の熱媒体搬送流量が減少し、さらにゾーン負荷が小さくなると空調機入口温度制御に移行し、三方弁２１の弁２１ａを流れる熱媒体が絞られて熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体量が減少することで、熱源機１１の最小流量の確保が困難になる。その熱源機１１の最小流量を確保するために、図１及び図７に示すように、流量調節器３５からの指令に基づきインバータ付き流量補償用ポンプ１５を始動及び流量制御する。
このインバータ付き流量補償用ポンプ１５の制御は、複数のインバータ付き分散ポンプ２２のインバータ周波数出力信号を図示しない演算器に入れて演算し熱媒体往き主管路１６の流量を想定したり、熱媒体還り主管路１７に設置されている流量計３７で熱媒体流量を計測したりして得られた信号を流量調整器３５に入力し、さらに、熱源機１１が複数ある場合、その運転信号を熱源機１１機側盤から得て運転台数を図示しない演算器で演算し、その信号も流量調節器３５の条件信号として入力し、始動及び流量制御する。
【００３９】
次に、複数の温度制御配管系２０の全てがゾーン負荷が小さくなり、空調機入口温度制御に移行し三方弁２１の弁２１ａを流れる熱媒体が絞られバイパス管２５からの戻り熱媒体と混合されることで、例えば、冷房時では熱媒体の温度が上昇して空調機２４の入口温度が高くなる。つまり、上記のように各温度制御配管系２０のほぼ全てが空調機２４の入口温度を高くする運転に移行するならば、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度自体を高くでき、つまり冷凍機からの冷水出口温度設定を高くできる。
この冷水出口温度設定を高くする（たとえて言うと、空調機二次側の変風量単一ダクト方式における給気温度制御のロードリセット制御：換気上必要な給気量を確保するため負荷が減少しても送風量を絞らず給気温度を上げる制御、の水版）には、冷水出口温度設定を上げて良いかどうか、どのぐらい上げるのかの判断及び制御が必要となるが、その制御に用いる計測信号として、各温度制御配管系２０の空調機入口温度を計測する温度計２３の温度計測値を用いる。
【００４０】
各ゾーン負荷が小さくなり、各温度制御配管系２０で空調機入口温度制御に移行すると、空調機２４からの給気でゾーン負荷が処理できるように図３に示すように制御するので、空調機２４が内蔵する冷水コイルや温水コイルが熱交換性能上要求する熱媒体温度を把握しなくても、三方弁２１でバイパス管２５からの戻り熱媒体との混合で自動的に適切な空調機２４入口温度の熱媒体に調整される。つまり、この空調機２４の入口熱媒体温度を計測すれば、空調機２４が内蔵する冷水コイルや温水コイルが要求する熱媒体温度が判る。
逆に、一旦熱媒体往き主管路１６の温度を変化させて、冷房時高くして運転を継続し、各ゾーン負荷が増加してきた場合には、図３に示すポンプ回転数が１００％になった温度制御配管系２０が一つでもあれば、冷水出口温度設定を元に戻す制御をすればよい。
【００４１】
冷水出口温度設定変更制御は、具体的に図６に示すステップで行われるのが望ましい。図５に示すように、各温度制御配管系主管２０ａの熱媒体の空調機２４の入口温度ｔ１〜ｔｎは、各温度計２３によって計測される。
冷房時には、図６に示すように、往き温度可変制御回路３２を介して温度調節器３４において、ステップＳ１で、各温度計２３から送られてくる空調機２４の入口温度ｔ１〜ｔｎのうちから最低温度を求める。
次に、ステップＳ２で、求められた最低値ｔｍｉｎから、例えば、０．５℃を差し引いた値をインバータ付き熱源機（冷凍機）１１の出口温度に設定する。
【００４２】
次に、ステップＳ３で、この求められた熱源機１１の出口温度＝ｔｍｉｎ−０．５℃を３０分間保持させる。
以上の最低値の設定を求めて、熱源機１１の出口温度を変更させるフローを１時間に１回行わせる。
暖房時には、図６における最低値ｔｍｉｎを最高値ｔｍａｘと置き換え、熱源機１１の出口温度＝ｔｍａｘ＋０．５℃とする。
即ち、各温度計２３に往き温度伝送計装線３２及びセレクタ３３を介して接続される温度調節器３４において、最大温度ｔｍａｘが、例えば、３０分に１回設定される。そして熱源機１１の出口温度を選択された最大温度に０．５℃を加算した値に設定する。
逆に、一旦熱源機１１の出口温度を変化させて、冷房時高くして運転を継続し、各ゾーン負荷が増加してきた場合には、図３に示すポンプ回転数が１００％になった温度制御配管系２０が一つでもあれば、冷水出口温度設定を元に戻す制御を同様に行えばよい。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、インバータ付き分散ポンプ２２による全揚程受持ち方式を構成し、インバータ付き流量補償用ポンプ１５は、往きヘッダ１３・還りヘッダ１４及び熱源機１１間の一次側だけの揚程で最小流量を確保できることから、空調機２４側のゾーン負荷に応じて必要流量の熱媒体をインバータ付き分散ポンプ２２で供給できるため、インバータ付き分散ポンプ２２の動力の省エネが可能となる。
また、分散ポンプ系それぞれに、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスを設けているので、ゾーン負荷から演算された熱媒体流量が、インバータ付き分散ポンプ２２のインバータの最小周波数から規定される焼損防止最小流量以下の流量となる場合は、インバータ付き分散ポンプ２２の流量を焼損防止最小流量一定にし、かつ余分な流量をバイパス循環で戻して熱量を減少させて、熱媒体の必要熱量のみを確保する、三方弁によるブリードイン式の負荷対応ができる。
【００４４】
また、各分散ポンプ系である各温度制御配管系２０で温度計２３によって熱媒体温度を計測し、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスと熱媒体往き主管路との熱媒体混合による負荷への往き温度が冷房時最低値を上回った際、又は暖房時最高値を下回った際には、中央の冷凍機等の熱源装置出口熱媒体温度設定値を可変とする制御を行うようにしたので、熱源機１１である冷凍機のＣＯＰ向上が期待できる。例えば、熱源機１１における蒸発器での熱媒体と熱交換する際の冷水出口設定温度を、夏季には７℃としたものを、秋期、冬期には８℃や９℃に上昇することが可能となる。
【００４５】
（第二実施形態）
図９は、本発明の第二実施形態に係る空調配管システム２を示す。
第二実施形態に係る空調配管システム２は、一次ポンプ方式に分散ポンプ系を適用した例を示す。
第二実施形態に係る空調配管システム２は、熱源機１１と往きヘッダ１３及び還りヘッダ１４、及び往きヘッダ１３と還りヘッダ１４とをヘッダ間流量調整弁４３を介して繋ぐヘッダ間バイパス管４２で構成される一次側に、インバータ付き一次ポンプ４１を備え、インバータ付き分散ポンプ２２は、受け持つ揚程を、往きヘッダ１３より下流の熱媒体往き主管路１６と還りヘッダ１４より上流の熱媒体還り主管路１７と温度制御配管系２０との圧力損失分としており、インバータ付き一次ポンプ４１は、熱源機１１から往きヘッダ１３までの熱媒体往き主管路、還りヘッダ１４までの熱媒体還り主管路、及び熱源機１１の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して熱媒体を搬送すると共に、インバータ付き流量補償ポンプの代わりに熱源機１１の最小流量を確保する働きを有する点で、第一実施形態に係る空調配管システム１とは相違する。
【００４６】
本実施形態では、ゾーン負荷が小さくなり、一定数以上の温度制御配管系２０の各インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が焼損防止最小回転数になる際には、熱源機１１の最小流量を確保するために、流量調節器３５からの指令に基づいて、インバータ付き一次ポンプ制御回路３６ａを介してインバータ付き一次ポンプ４１の流量、及びヘッダ間流量調整弁４３の開度を制御する。
そして、各ゾーン負荷が小さくなり、温度制御配管系２０で空調機入口温度制御に移行すると、空調機２４からの給気でゾーン負荷が処理できるように図３に示すように制御するので、空調機２４が内蔵する冷水コイルや温水コイルが熱交換性能上要求する熱媒体温度を把握しなくても、三方弁２１でバイパス管２５からの戻り熱媒体との混合で自動的に適切な空調機２４入口温度の熱媒体に調整される。つまり、この空調機２４の入口熱媒体温度を計測すれば、空調機２４が内蔵する冷水コイルや温水コイルが要求する熱媒体温度が判る。
【００４７】
複数の温度制御配管系２０の全てがゾーン負荷が小さくなり、空調機入口温度制御に移行し三方弁２１の弁２１ａを流れる熱媒体が絞られバイパス管２５からの戻り熱媒体と混合されることで、例えば、冷房時では熱媒体の温度が上昇して空調機２４の入口温度が高くなる。つまり、上記のように各温度制御配管系２０のほぼ全てが空調機２４の入口温度を高くする運転に移行するならば、熱媒体往き主管路１６を流れる熱媒体の温度自体を高くできることとなり、つまり冷凍機からの冷水出口温度設定を高くできる。
逆に、一旦熱媒体往き主管路１６の温度を変化させて、冷房時高くして運転を継続し、各ゾーン負荷が増加してきた場合には、図３に示すポンプ回転数が１００％になった温度制御配管系２０が一つでもあれば、冷水出口温度設定を元に戻す制御をすればよい。
【００４８】
本実施形態によれば、インバータ付き分散ポンプ２２による二次側揚程受持ちの一次ポンプ方式を構成し、インバータ付き一次ポンプ４１は、往きヘッダ１３・還りヘッダ１４及び熱源機１１の間の一次側だけの揚程で熱源機の最小流量を確保できることから、空調機２４側のゾーン負荷に応じて空調機２４に熱媒体をインバータ付き分散ポンプ２２で必要量だけ供給できるため、インバータ付き分散ポンプ２２の動力の省エネが可能となる。
また、分散ポンプ系である各温度制御配管系２０に、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスを設けているので、ゾーン負荷から演算された熱媒体流量が、インバータ付き分散ポンプ２２のインバータの最小周波数から規定される焼損防止最小流量以下の流量となる場合は、インバータ付き分散ポンプ２２の流量を焼損防止最小流量一定にし、かつ余分な流量をバイパス循環で戻して熱量を減少させて、熱媒体の必要熱量のみを確保する、三方弁によるブリードイン式の負荷対応ができる。
【００４９】
また、各分散ポンプ系である各温度制御配管系２０で温度計２３によって熱媒体温度を計測し、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスと熱媒体往き主管路との熱媒体混合による負荷への往き温度が冷房時最低値を上回った際、又は暖房時最高値を下回った際には、中央の冷凍機等の熱源装置出口熱媒体温度設定値を可変とする制御を行うようにしたので、熱源機１１である冷凍機のＣＯＰ向上が期待できる。例えば、熱源機１１における蒸発器での熱媒体と熱交換する際の冷水出口設定温度を、夏季には７℃としたものを、秋期、冬期には８℃や９℃に上昇することが可能となる。
【００５０】
（第三実施形態）
図１０は、本発明の第三実施形態に係る空調配管システム３を示す。
第三実施形態に係る空調配管システム３は、一次ポンプ二次ポンプ方式に分散ポンプ系を適用した例を示す。
第三実施形態に係る空調配管システム３は、熱源機１１と往きヘッダ１３及び還りヘッダ１４、及び往きヘッダ１３と還りヘッダ１４とをヘッダ間流量調整弁４３を介して繋ぐヘッダ間バイパス管４２で構成される一次側に、インバータ付き一次ポンプを備え、インバータ付き分散ポンプ２２は、受け持つ揚程を温度制御配管系２０の圧力損失分としており、往きヘッダ１３を二つの往きヘッダ１３ａ、１３ｂとすると共に、往きヘッダ１３ａ、１３ｂ間に二つのインバータ付き二次ポンプ４４と圧力調整弁４５とを配置し、往きヘッダ１３ａ，１３ｂ間の圧力差を測定する圧力計４６と圧力調節器４７とを備える二次ポンプ吐出圧力制御回路４８を備え、インバータ付き一次ポンプ４１は、熱源機１１から往きヘッダ１３までの熱媒体往き主管路、還りヘッダ１４までの熱媒体還り主管路、及び熱源機１１の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して熱媒体を搬送すると共に、インバータ付き流量補償ポンプの代わりに熱源機１１の最小流量を確保する働きを有する点で、第一実施形態に係る空調配管システム１とは相違する。
【００５１】
二次ポンプを有する吐出圧力制御の変流量方式制御方法においては、従来方式で温度制御配管系に相当する部分には空調機と二方弁が備わり、ゾーン負荷の変動により二方弁が開閉することとなり熱媒体の流量変動の影響による熱媒体往き主管路１６内の圧力が大きく変わるところを、二次ポンプ入口出口各々に備わる２つの往きヘッダ間にバイパス弁として設置される圧力調整弁４５の開閉によって、熱媒体往き主管路１６の熱媒体圧力を応答良く一定に保つ制御が行われる。特に、複数台の二次ポンプを備える場合に送水圧力を一定にして温度制御配管系の制御性を良くする。
本例においても、インバータ付き二次ポンプ４４による熱媒体往き主管路１６への押し込み搬送と、各温度制御配管系２０における流量調整及び搬送を受け持つインバータ付き分散ポンプ２２の揚程ミスマッチにより、熱媒体往き主管路１６内の圧力変動が生じやすいところ、２つの往きヘッダ１３ａ，１３ｂ間にバイパス弁として設置される圧力調整弁４５の開閉制御は、往きヘッダ１３ａ、１３ｂの圧力差分を計測する差圧計４６からの信号に基づいて圧力調整弁４５を制御する圧力調整器４７によって行われる構成となっている。これによって、熱媒体往き主管１６の送水圧力が安定するよう制御される。
【００５２】
本実施形態によれば、分散ポンプ系である各温度制御配管系２０に、三方弁２１の弁２１ｃにバイパス管２５を接続し、空調機２４の出口熱媒体の一部を返して混合することで、インバータ付き分散ポンプ２２のモータ焼損防止の最小回転運転をこのバイパス循環で維持しながら、三方弁の機構上の特性（流路を片側開き勝手になれば片側は締まり勝手になる特性）による外部からの熱媒体圧力変動起因のバイパス循環変動が小さいことを利用して、主流のインバータ付き二次ポンプ４４の長い延長の熱媒体往き主管路１６及び熱媒体還り主管路１７の圧力損失受け持ちの大揚程に起因する、往きヘッダ１３ａ，１３ｂや還りヘッダ１４に近い温度制御配管系２０への押込み圧からの熱媒体のスルーを排除して、インバータ付き二次ポンプ４４の動力の無駄を無くすことが可能となる。
【００５３】
また、三方弁２１とバイパス管２５とでバイパスのみで循環する際、つまり、図２（ｃ）に示すように、インバータ付き分散ポンプ２２が停止する際に、弁２１ａを閉止し、弁２１ｂ、２１ｃを開いた状態にする熱媒体停止パターンで運転される温度制御配管系２０が存在する場合、三方弁２１の弁２１ａが全閉されているので、インバータ付き二次ポンプ４４の押し込み圧が掛かっても、間接的にインバータ付き一次ポンプ４１の背圧が掛かったとしても、他の温度制御配管系２０が備えるインバータ付き分散ポンプ２２の吐出圧が空調機出口側に掛かったとしても、熱媒体は弁２１ａを通過して熱媒体往き主管路１６から熱媒体還り主管路１７へスルーして流れることはない。従って、逆流を防止するための特別な機器を必要としない。
そして、複数の温度制御配管系２０毎に、インバータ付き分散ポンプ２２と三方弁２１とバイパス管２５とを備えていることで、ある温度制御配管系２０が停止した後にゾーン負荷が増加し空調機２４が再度稼働する際にも、予め、三方弁２１の弁２１ａを閉じてバイパス管２５側を循環させてから、徐々に弁２１ａを開け、弁２１ｃを閉めることで、熱媒体往き主管路１６の流量変動を穏やかにさせて、インバータ付き一次ポンプ４１やインバータ付き二次ポンプ４４の、オーバーシュートを伴う流量変動などを防止することも可能である。
【００５４】
また、各分散ポンプ系である各温度制御配管系２０で温度計２３によって熱媒体温度を計測し、三方弁２１とバイパス管２５とで構成するバイパスと熱媒体往き主管路１６との熱媒体混合による負荷への往き温度が冷房時最低値を上回った際、又は暖房時最高値を下回った際には、中央の冷凍機等の熱源装置出口熱媒体温度設定値を可変とする制御を行うようにしたので、熱源機１１である冷凍機のＣＯＰ向上が期待できる。例えば、熱源機１１における蒸発器での熱媒体と熱交換する際の冷水出口設定温度を、夏季には７℃としたものを、秋期、冬期には８℃や９℃に上昇することが可能となる。
なお、本実施形態においても、ゾーン負荷が小さくなり、一定数以上の温度制御配管系２０の各インバータ付き分散ポンプ２２の回転数が焼損防止最小回転数になる際には、熱源機１１の最小流量を確保するために、流量調節器３５からの指令に基づいて、インバータ付き一次ポンプ制御回路３６ａを介してインバータ付き一次ポンプ４１の流量、及びヘッダ間流量調整弁４３の開度を制御する。
【００５５】
なお、上記各実施形態では、熱源装置（熱源機１１）として、圧縮式冷凍機を例に説明したが、吸収式冷凍機でも、冷温水発生機でも、温水ボイラでも、熱媒体を水とする各種熱源機１１を用いても良い。
また、本発明の係る空調配管システムを第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図１１に示す従来の一次ポンプ方式及び図１２に示す従来の一次ポンプ二次ポンプ方式における温度制御配管系を、上記各実施形態において説明した温度制御配管系２０とすることによって、上記各実施形態と同様の作用効果を奏することが可能となる。
【符号の説明】
【００５６】
１，２，３ 空調配管システム
１１ 熱源機
１２ 流量調整弁
１３ 往きヘッダ
１４ 還りヘッダ
１５ インバータ付き流量補償用ポンプ
１５ａ 一次バイパス管
１６ 熱媒体往き主管路
１７ 熱媒体還り主管路
１８ 熱媒体往き管路
１９ 熱媒体還り管路
２０ 温度制御配管系
２０ａ 温度制御配管系主管
２１ 三方弁
２２ インバータ付き分散ポンプ
２３ 温度計
２４ 空調機
２５ バイパス管
２６ 空調ゾーン
３２ 往き温度伝送計装線
３３ セレクタ
３４ 温度調節器
３５ 流量調節器
３６ インバータ付き流量補償用ポンプ制御回路
３６ａ インバータ付き一次ポンプ制御回路
３７ 流量計
４０ 熱量計
４１ インバータ付き一次ポンプ
４４ インバータ付き二次ポンプ
４７ 圧力調節器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に温度調整した熱媒体をインバータ付き分散ポンプの搬送力により供給する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとを繋ぐ、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き流量補償用ポンプを備えた一次バイパス管と、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、
前記インバータ付き流量補償用ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて前記熱源装置の最小流量を確保する
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項２】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に温度調整した熱媒体をインバータ付き分散ポンプの搬送力により供給する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとを繋ぐ、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き流量補償用ポンプを備えた一次バイパス管と、
前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き流量補償用ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行う
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項３】
請求項２に記載の空調配管システムにおいて、
前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態を、前記熱媒体還り主管路に設けた流量計の計測値に基づいて判断し、前記インバータ付き流量補償用ポンプの駆動及び回転数を制御する
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項４】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、
前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、
前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保する
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項５】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、
前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、
前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行う
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項６】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記複数の温度制御配管系へ前記熱媒体を搬送するための、前記往きヘッダ以降の熱媒体往き主管路、及び前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有する前記熱媒体往き主管の往きヘッダ後流に位置するインバータ付き二次ポンプと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、
前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、
前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保する
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項７】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記複数の温度制御配管系へ前記熱媒体を搬送するための、前記往きヘッダ以降の前記熱媒体往き主管路、及び前記還りヘッダまでの前記熱媒体還り主管路の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有する前記熱媒体往き主管の往きヘッダ後流に位置するインバータ付き二次ポンプと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、
前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、
前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行う
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項１】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に温度調整した熱媒体をインバータ付き分散ポンプの搬送力により供給する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとを繋ぐ、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き流量補償用ポンプを備えた一次バイパス管と、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、
前記インバータ付き流量補償用ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて前記熱源装置の最小流量を確保する
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項２】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に温度調整した熱媒体をインバータ付き分散ポンプの搬送力により供給する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとを繋ぐ、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き流量補償用ポンプを備えた一次バイパス管と、
前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き流量補償用ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き流量補償用ポンプを駆動させて前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行う
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項３】
請求項２に記載の空調配管システムにおいて、
前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態を、前記熱媒体還り主管路に設けた流量計の計測値に基づいて判断し、前記インバータ付き流量補償用ポンプの駆動及び回転数を制御する
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項４】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、
前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、
前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保する
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項５】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、
前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、
前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行う
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項６】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記複数の温度制御配管系へ前記熱媒体を搬送するための、前記往きヘッダ以降の熱媒体往き主管路、及び前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有する前記熱媒体往き主管の往きヘッダ後流に位置するインバータ付き二次ポンプと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、
前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と、
前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保する
ことを特徴とする空調配管システム。
【請求項７】
入口側から出口側に向かって、熱媒体往き管路に三方弁、インバータ付き分散ポンプ、温度計及び空調機を備え、前記空調機の出口側に熱媒体還り管路を備えると共に、前記三方弁と前記熱媒体還り管路とを繋ぐバイパス管を備えて、複数のゾーンをそれぞれ独立して前記空調機により熱媒体と空気とを熱交換して空調するための複数の温度制御配管系と、
前記複数の温度制御配管系に供給される前記熱媒体を温度調整する熱源装置と、
前記熱源装置の出口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の入口側に繋がる熱媒体往き主管路と、
前記熱源装置の入口側に繋がると共に前記複数の温度制御配管系の出口側に繋がる熱媒体還り主管路と、
前記複数の温度制御配管系の往き側に前記熱媒体往き主管路を介して途中で繋がる往きヘッダと、
前記複数の温度制御配管系の還り側に前記熱媒体還り主管路を介して途中で繋がる還りヘッダと、
前記複数の温度制御配管系へ前記熱媒体を搬送するための、前記往きヘッダ以降の前記熱媒体往き主管路、及び前記還りヘッダまでの前記熱媒体還り主管路の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有する前記熱媒体往き主管の往きヘッダ後流に位置するインバータ付き二次ポンプと、
前記往きヘッダと前記還りヘッダとをヘッダ間流量調整弁を介して繋ぐヘッダ間バイパス管と、
前記熱媒体還り主管路の前記熱源装置の近傍に位置し、前記熱源装置から前記往きヘッダまでの熱媒体往き主管路、前記還りヘッダまでの熱媒体還り主管路、及び前記熱源装置の熱媒体搬送圧力損失分の揚程を有して前記熱媒体を搬送すると共に、前記熱源装置の最小流量を確保するためのインバータ付き一次ポンプと、
前記各温度計からの前記熱媒体の温度を入力し、最低温度又は最高温度を選択するセレクタ及びセレクタ出力信号を基に演算し前記熱源装置の熱媒体設定温度を決定する信号を発する温度指示調節計を有し、かつ前記インバータ付き一次ポンプの回転制御を行う一次側制御装置と、
前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの回転制御、前記三方弁の切換制御を行う二次側制御装置と
を備え、
前記二次側制御装置は、前記空調機の定格運転時には、前記バイパス管を閉じ勝手となるように前記三方弁を制御すると共に、前記インバータ付き分散ポンプを稼働させ、前記空調機の部分負荷運転時には、前記ゾーンの負荷に応じて前記インバータ付き分散ポンプの流量を制御し、前記空調機の停止時には、前記インバータ付き分散ポンプを停止して、前記三方弁の前記熱媒体往き主管路側を閉とするように制御し、前記熱媒体往き主管路からの前記熱媒体の流入を止めると共に前記バイパス管を開くように前記三方弁を制御し、かつ前記一次側制御装置は、前記複数の温度制御配管系の一定数が前記インバータ付き分散ポンプを停止した状態では、前記インバータ付き一次ポンプの流量を調整しつつ前記ヘッダ間流量調整弁の開度を制御して前記熱源装置の最小流量を確保し、前記複数の温度制御配管系の全てが前記三方弁の熱媒体往き管路上流側と接続される弁体を絞られている状態では、前記熱源装置の出口熱媒体設定温度を、前記複数の温度制御配管系の前記温度計計測値からセレクタが選択した前記最低温度又は前記最高温度を元に、可変制御を行う
ことを特徴とする空調配管システム。
【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１４】
【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１４】
【公開番号】特開２０１２−２４７１１３（Ｐ２０１２−２４７１１３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８４２４（Ｐ２０１１−１１８４２４）
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（０００００１８３４）三機工業株式会社 (316)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（０００００１８３４）三機工業株式会社 (316)
【Ｆターム（参考）】
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