JP2017166799A - 熱源機および熱源システム - Google Patents

Abstract

【課題】施工性の向上を図りながら、メンテナンス性、信頼性に優れた熱源機及び熱源システムを提供する。【解決手段】熱媒体を外部負荷１５へ供給する熱源機１は、熱交換により熱媒体を加熱または冷却するための熱交換器２と、熱交換器２に接続され、熱交換前の熱媒体を熱交換器に流すための入口配管１０と、熱交換器２に接続され、熱交換後に熱交換器２から出てきた熱媒体を流すための出口配管１９と、入口配管１０に設けられ、熱交換器２および出口配管１９に向かって熱媒体を流すための１次ポンプ３と、熱交換器２および１次ポンプ３に対し並列に設けられ、出口配管１９と入口配管とに接続されたバイパス配管６と、バイパス配管６に設けられ、バイパス配管６の流路を開閉するためのバイパス弁７とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、熱源機及び熱源システムに関する。

１次側に１台又は複数台並列に設けられた熱源機により熱媒体（例えば、水、ブラインあるいは空気など）を冷却（または加熱）して、２次側に設けられた負荷に冷却（または加熱）された熱媒体を供給する冷凍システム（または、熱源システム）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載のシステムは、複数台の熱源機、複数台の１次ポンプ、外部負荷、バイパス配管、バイパス弁、往水ヘッダ、還水ヘッダなどから構成されている。

特開２０１３−５０２３６号公報

ところで、特許文献１に記載のシステムでは、システムの一部及び全体を設備工事者が施工を行っており、システムの１次側(熱源機側)と２次側(負荷側)を異なる設備工事者が行い、電気配線などはさらに別の工事者が行っている。そのため複雑なシステムになるほど、施工も複雑となり、工事者間の連携が求められる。

また、熱源機の台数が多くなるほど管路も太くなるため、そこに取付ける弁類も大きな口径のものが必要となり施工が大がかりなものとなる。さらに、バイパス弁はシステム内に１つであるため、バイパス弁の点検・故障時にはシステム全体の運転ができなくなり、メンテナンス性が悪く、システムへの信頼性がよくなかった。

また、システムは、冬期などの低外気の停止中に熱媒体の凍結を防止するため、１次ポンプを運転させる機能を有しているが、システムの冷却または加熱運転中に、台数制御によって停止している熱源機が１次ポンプを運転させた場合、その熱源機はポンプだけを運転するため熱媒体が冷却(または加熱)されずに負荷側へ送られることになる。そのような場合、負荷への送り温度が冷却では上昇（加熱では低下）してしまい、負荷側で希望としている温度で熱媒体を送ることができない。これにより、システムへの信頼性が低下していた。

そこで、本発明は、施工性の向上を図りながら、メンテナンス性、信頼性に優れた熱源機及び熱源システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る熱源機は、熱媒体を外部負荷へ供給する熱源機であって、熱交換により熱媒体を加熱または冷却するための熱交換器と、前記熱交換器に接続され、熱交換前の熱媒体を前記熱交換器に流すための入口配管と、前記熱交換器に接続され、熱交換後に前記熱交換器から出てきた熱媒体を流すための出口配管と、前記入口配管に設けられ、前記熱交換器および前記出口配管に向かって熱媒体を流すための１次ポンプと、前記熱交換器および前記１次ポンプに対し並列に設けられ、前記出口配管と前記前記入口配管とに接続されたバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管の流路を開閉するためのバイパス弁と、を備える。

前記バイパス弁は、流量調整可能な二方弁、開閉機能のみの電動弁もしくは電磁弁、互いに並列に設けられ口径の異なる複数の電動弁もしくは電磁弁、または、前記バイパス配管と前記入口配管との接続部もしくは前記バイパス配管と前記出口配管との接続部に設けられた三方弁であってもよい。

前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも入口側において、前記入口配管を流れる熱媒体の温度を検知する温度検知手段をさらに備えてもよい。

本発明の一実施形態に係る熱源機は、熱媒体を外部負荷へ供給する熱源機であって、熱交換により熱媒体を加熱または冷却するための熱交換器と、前記熱交換器に接続され、熱交換前の熱媒体を前記熱交換器に流すための入口配管と、前記熱交換器に接続され、熱交換後に前記熱交換器から出てきた熱媒体を流すための出口配管と、前記入口配管に設けられ、前記熱交換器および前記出口配管に向かって熱媒体を流すための１次ポンプと、前記出口配管と前記１次ポンプよりも入口側において前記入口配管とに接続され、前記入口配管と前記出口配管との間で熱媒体を流すためのバイパス配管と、を備える。

前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも入口側において前記入口配管を流れる熱媒体の温度を検知し、前記バイパス配管と前記出口配管との接続部よりも出口側において、前記出口配管を流れる熱媒体の温度を検知する温度検知手段をさらに備えてもよい。

前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも入口側において前記入口配管を流れる熱媒体と、前記バイパス配管と前記出口配管との接続部よりも出口側において前記出口配管を流れる熱媒体との圧力を検知する圧力検知手段またはそれら圧力の差圧を検知する差圧検知手段をさらに備えてもよい。

前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも入口側において前記入口配管を流れる熱媒体の流量、または、前記バイパス配管と前記出口配管との接続部よりも出口側において前記出口配管を流れる熱媒体の流量を検知する流量検知手段をさらに備えてもよい。

前記出口配管の前記バイパス配管と前記出口配管との接続部よりも出口側に設けられ、熱媒体の逆流を防止する逆止弁を備えてもよい。

本発明の一実施形態に係る熱源システムは、外部負荷と、前記外部負荷へ冷却または加熱した熱媒体を供給する１台または複数台の上記記載の前記熱源機と、を備える。

各熱源機は、前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも前記熱交換器側において前記入口配管を流れ、前記熱交換器に流入する熱媒体の温度を検知する入口温度検知手段を有し、前記入口温度検知手段により検知された温度が、熱媒体の使用可能温度の上限より高い場合、前記バイパス弁を所定の開度に保持し、前記１次ポンプを所定の速度で駆動させる制御部をさらに備えてもよい。

前記熱源機において熱媒体の凍結が想定される凍結条件が成立している場合に、前記バイパス弁を所定の開度に保持し、前記１次ポンプを所定の速度で駆動させる制御部をさらに備えてもよい。

本発明によれば、施工性の向上を図りながら、メンテナンス性、信頼性に優れた熱源機及び熱源システムを提供することができる。

第１の実施形態に係る熱源システムの系統図を示す。 第１の実施形態に係る熱源機の冷却運転時の制御処理のフローチャートを示す。 第１の実施形態に係る熱源機の冷却運転の運転開始時に実行される制御処理のフローチャートを示す。 第１の実施形態に係る熱源機の凍結防止運転時に実行される制御処理のフローチャートを示す。 従来の熱源システムの系統図を示す。 第２の実施形態に係る熱源システムの系統図を示す。 第２の実施形態に係る熱源機の冷却運転時の制御処理のフローチャートを示す。 従来の熱源システムの系統図を示す 第３の実施形態に係る熱源システムの熱源機の系統図を示す。

以下、本発明の第１の実施形態に係る熱源システム１０１について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る熱源システム１０１では、熱媒体として水を利用し、水を冷却/加熱利用する場合を一例として説明するが、熱媒体はこれに限定するものでなく、例えばブラインや空気などを冷却/加熱するものであってもよい。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱源システム１０１の系統図を示している。

図１に示す熱源システム１０１は、複数台（本実施形態では３台）の熱源機１ａ〜１ｃと、逆止弁９ａ〜９ｃと、往水ヘッダ１２と、往水配管１１と、外部負荷１５と、流量制御弁１６と、還水配管１３と、還水ヘッダ１４と、往還差圧検知手段２０と、往水温度検知手段２１と、還水温度検知手段２２と、負荷側流量検知手段２３と、熱源システム制御装置３０とを備える。

図１において、熱媒体は矢印で示すように時計回りに回っている。また、往水ヘッダ１２および還水ヘッダ１４から見て熱源機１ａ〜１ｃ側を１次側と称し、往水ヘッダ１２および還水ヘッダ１４から見て外部負荷１５側を２次側と称する。なお、以下の説明では、熱源機１ａ〜１ｃおよびその他の構成の符号において数字の後に続くアルファベットにより各要素を区別する必要がない場合、そのアルファベットは省略することがある。

複数台の熱源機１は、１次側に並列に設けられている。各逆止弁９は、各熱源機１の出口部分に設けられ、停止中の熱源機１へ熱媒体が逆流するのを防止する。往水ヘッダ１２は、熱源機１から送られてくる熱媒体を受け取る。往水配管１１は、往水ヘッダ１２と外部負荷１５とを接続している。外部負荷１５は、２次側に設けられ、往水ヘッダ１２から往水配管１１を介して送られてくる熱媒体を受け取る。流量制御弁１６は、外部負荷１５に供給される熱媒体の流量を調整するために、外部負荷１５の出口部分に設けられている。還水配管１３は、外部負荷１５と還水ヘッダ１４とを接続している。還水ヘッダ１４は、外部負荷５から還水配管１３を介して送られてくる熱媒体を熱源機１へ還す。

往還差圧検知手段２０は、往水ヘッダ１２と還水ヘッダ１４とを流れる熱媒体の圧力差を検知する。往水温度検知手段２１は、往水配管１１を流れる熱媒体の温度（往水温度）を検知する。還水温度検知手段２２は、還水配管１３を流れる熱媒体の温度（還水温度）を検知する。負荷側流量検知手段２３は、還水配管１３中を流れる熱媒体の流量を検知する。すなわち、負荷側流量検知手段２３は、外部負荷１５を流れる熱媒体の流量を検知する。熱源システム制御装置３０は、各検知手段２０〜２３における検知結果を受け取り、検知結果に基づき熱源機１の制御を行う。

次に、熱源機１について説明する。熱源機１は、熱交換器２と、１次ポンプ３と、入口温度検知手段４と、出口温度検知手段５と、バイパス配管６と、バイパス弁７と、熱源機制御装置８と、入口配管１０と、出口配管１９とを備える。

熱交換器２は、連続的に運転容量の変化が可能な図示せぬ圧縮機から吐出される冷媒により、熱媒体を冷却または加熱する。１次ポンプ３は、熱源機１に熱媒体を流入させ、かつ熱媒体を熱源システム１０１内で循環させるために用いられ、連続的に熱媒体の流量を変化可能に構成されている。入口配管１０は、熱交換器２に接続され、熱交換前の熱媒体が流れる。出口配管１９は、熱交換器２に接続され、熱交換後の熱媒体が流れる。１次ポンプ３は、入口配管１０に設けられている。よって、１次ポンプ３により、還水ヘッダ１４からの熱媒体が、入口配管１０を通過して、熱交換器２において熱交換され、出口配管１９を介して、熱源機１の外側へ送られる。

バイパス配管６は、熱交換器２および１次ポンプ３に対し並列に設けられ、一端が出口配管１９に、他端が１次ポンプ３よりも入口側（上流側）において入口配管１０に接続されている。バイパス弁７は、流量調整可能な二方弁であり、バイパス配管６の途中に設けられている。バイパス弁７により、バイパス配管６の流路を開閉することができ、必要に応じて所望量の熱媒体をバイパス配管６に流すことができる。

入口温度検知手段４は、熱交換器２の入口側に設けられ、入口配管１０とバイパス配管６との接続部よりも熱交換器２側において、入口配管１０を流れる熱媒体の温度（入口温度）を検知する。出口温度検知手段５は、熱交換器２の出口側に設けられ、出口配管１９とバイパス配管６との接続部よりも熱交換器２側において、出口配管１９を流れる熱媒体の温度（出口温度）を検知する。なお、図示せぬ圧縮機では、出口温度検知手段５で検知された熱交換器２の出口温度が一定となるように容量制御が行なわれる。熱源機制御装置８は、図示せぬ圧縮機、１次ポンプ３、およびバイパス弁７を制御する。

次に、熱源機１に対し実行される制御処理について説明する。制御処理に関するプログラムは、熱源システム制御装置３０のＲＯＭに記憶されて、熱源システム制御装置３０のＣＰＵに読み出されて実行される。

図２は、熱源機１の冷却運転時の制御処理のフローチャートを示している。

熱源システム制御装置３０は、負荷還り温度（ＴＲｓｅｔ）を取得する（Ｓ１）。負荷還り温度は、外部負荷１５を通過した熱媒体の予測温度であり、外部負荷１５の設定温度に基づいて設定され、予め熱源システム制御装置３０のＲＯＭに記憶されている。熱源システム制御装置３０は、各温度検知手段４、２２から温度を取得する（Ｓ２）。入口温度検知手段４から入口温度（Ｔｉ）を、還水温度検知手段２２から還水温度（ＴＲ）を取得する。

熱源システム制御装置３０は、ＴｉがＴＲｓｅｔより高いか否かを判断する（Ｓ３）。ＴｉがＴＲｓｅｔより高い場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、すなわち外部負荷１５において十分に冷却が行われていない場合、熱源システム制御装置３０は熱源機制御装置８を介して１次ポンプ３を増速させ（Ｓ４）、ステップＳ１に戻る。

一方、ＴｉがＴＲｓｅｔと等しい又はＴｉがＴＲｓｅｔより低い場合（Ｓ３：Ｎｏ）、すなわち外部負荷１５において十分に冷却が行われている場合、熱源システム制御装置３０は、ＴｉがＴＲよりも低いか否かを判断する（Ｓ５）。ＴｉがＴＲよりも低い場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、還水側よりも往水側の方が水圧が大きく、バイパス弁７が開放され、熱媒体が出口配管１９から入口配管１０へバイパスされていると考えられるため、熱源システム制御装置３０は、熱源機制御装置８を介して１次ポンプ３を減速させ（Ｓ６）、ステップＳ１に戻る。

また、ＴｉがＴＲと等しい又はＴｉがＴＲよりも高い場合（Ｓ５：Ｎｏ）、熱源システム制御装置３０は、１次ポンプ３の制御を行わずにステップＳ１に戻る。

図３は、熱源機１の冷却運転の運転開始時に実行される制御処理のフローチャートを示している。

熱源システム制御装置３０は、プルダウン温度（Ｔａ）を取得する（Ｓ１０）。プルダウン温度は、熱源機１における熱媒体の使用温度範囲の上限の温度であり、予め熱源システム制御装置３０のＲＯＭに記憶されている。熱源システム制御装置３０は、ＴｉがＴａと等しい又はＴｉがＴａより低いか否かを判断する（Ｓ１１）。ＴｉがＴａと等しい又はＴｉがＴａより低い場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、熱媒体の温度が使用温度範囲内にあるので、当該制御処理を終了する。

一方、ＴｉがＴａより高い場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、つまりＴｉが熱媒体の使用温度範囲外にある場合、熱源システム制御装置３０は、熱源機制御装置８を介してバイパス弁７を所定の一定開度に保持する（Ｓ１２）。熱源システム制御装置３０は、１次ポンプ３の減速を禁止する（Ｓ１３）。このように、バイパス弁７を所定の一定開度に保持し、１次ポンプ３を所定の速度で駆動させることにより、熱媒体を出口配管１９からバイパス配管６を介して入口配管１０へバイパスさせる。この結果、真夏の高外気温時などに、早急に入口温度を下げることができ、かつ熱媒体の温度を安定させることができる。なお、ステップＳ１３において、１次ポンプ３を増速させてもよい。

図４は、熱源機１の凍結防止運転時に実行される制御処理のフローチャートを示している。

熱源機１が停止中に、熱源システム制御装置３０は、熱媒体が凍結し始めることが想定される凍結条件が成立しているか否かを判断する（Ｓ２０）。凍結条件の成否としては、例えば、外気温および／または熱媒体の温度が所定温度以下であるか否かである。凍結条件が成立してない場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、熱源システム制御装置３０は、当該処理を終了する。

一方、凍結条件が成立している場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、熱源システム制御装置３０は、熱源機制御装置８を介してバイパス弁７を所定の一定開度に保持し（Ｓ２１）、１次ポンプ３を所定の速度で駆動させる（Ｓ２２）。これにより、１次ポンプ３により送られる熱媒体の大部分は、出口配管１９側からバイパス配管６を通って入口配管１０へ流れる。

熱源システム制御装置３０は、凍結条件が不成立であるか否かを判断する（Ｓ２３）。凍結条件が不成立である場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、熱源システム制御装置３０は、熱源機制御装置８を介して１次ポンプ３を停止する。凍結条件が成立している場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、熱源システム制御装置３０は、ステップＳ２３の判断を繰り返す。なお、ステップＳ２３の判断は所定時間経過後に行うようにしてもよい。

冬期の低外気時に、複数の熱源機１のうち、加熱運転中の熱源機１と停止中の熱源機１とがある場合に、停止中の熱源機１において上記の凍結防止運転を行うことにより、１次ポンプ３により送られる熱媒体の大部分を、出口配管１９側からバイパス配管６を通って入口配管１０へ流すことができる。この結果、凍結防止運転中の熱源機１から外部負荷１５へ流れる熱媒体の量を減少させることができるので、加熱運転中の熱源機１から外部負荷１５へ流れる加熱された熱媒体への影響を低減させることができる。

なお、熱源機１の制御処理において、熱源システム制御装置３０は、往還差圧検知手段２０で検知された往還差圧と、負荷側流量検知手段２３で検知された負荷側流量と、往還差圧に対して予め決められている所定圧力範囲とを比較し、１次ポンプ３の回転数を決定すると共に、往還差圧によって各バイパス弁７の開度を決定し、外部負荷１５へ供給する熱媒体の流量を制御してもよい。

例えば、熱源システム制御装置３０は、往還差圧が所定圧力範囲の上限よりも大きい場合、１次ポンプ３の回転数を減少させ、逆に往還差圧が所定圧力範囲の下限よりも小さければ、１次ポンプ３の回転数を上昇させるように制御する。また、熱源システム制御装置３０は、往還差圧が大きくなり過ぎた場合は、バイパス弁７を開弁し、バイパス配管６を通じて出口配管１９から入口配管１０へ熱媒体をバイパスさせる制御を行う。以上のように熱源機１を制御し、外部負荷１５が必要とするだけの量の熱媒体を供給する。

また、熱源システム制御装置３０は、往水温度、還水温度、負荷側流量、各熱源機１の運転容量、出口温度、および入口温度など総合的に判断して熱源機１の運転台数を決定する機能も有している。往水温度検知手段２１および負荷側流量検知手段２３は無くても制御は可能である。なお、本実施形態では、外部負荷１５の制御は、熱源機１の制御とは別に独立して行っている。

以上のように、本実施形態によれば、各熱源機１は、出口配管１９と１次ポンプ３よりも入口側において入口配管１０とに接続され、入口配管１０と出口配管１９との間で熱媒体を流すためのバイパス配管６と、バイパス配管６に設けられ、バイパス配管６の流路を開閉するためのバイパス弁７とを備える。

かかる構成によれば、図５に示すバイパス配管２０６およびバイパス弁２０７が熱源機２０１とは別体で設けられた従来の熱源システム２００と比較して、現地でのバイパス配管２０６の配管工事が不要になると共にバイパス弁２０７の配線工事も不要となる。また、バイパス配管２０６やバイパス弁２０７の設置スペースが不要となるため、熱媒体を流す配管を自由にレイアウトすることができる。よって、熱源機１を有する熱源システム１０１を設置する際の施工性が向上する。さらに、現地工事の不安定な作業や誤設定による作業ミスを減少させることができ、信頼性も向上する。

また、バイパス配管６およびバイパス弁７が各熱源機１に分散配置されるため、バイパス配管６およびバイパス弁７が小容量になるため安価になる。さらに、例えば１つの熱源機１においてバイパス弁７の故障が発生した場合でも、他の熱源機１で熱源システム１０１の運転継続が可能であり、メンテナンスも熱源システム１０１を停止せずに行うことができる。

本発明の第２の実施形態に係る熱源システム１１１について、図６、７を参照して説明する。第１の実施の形態に係る熱源システム１０１と同一の部材については、同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明を行う。

図６は、第２の実施形態に係る熱源システム１１１の系統図を示している。

本実施の形態において、熱源システム１１１は、往還差圧検知手段２０を備えておらず、各熱源機３１は、バイパス弁７を備えていない。

また、熱源システム１１１は、２つの往水ヘッダ１２ａ、１２ｂと、複数の２次ポンプ１７ａ〜１７ｃと、逃し弁１８とを備える。複数の２次ポンプ１７ａ〜１７ｃおよび逃し弁１８は、２つの往水ヘッダ１２ａ、１２ｂの間に設けられている。２次ポンプ１７ａ〜１７ｃは、連続的に熱媒体の流量を変化可能であり、往水ヘッダ１２ａの熱媒体を、往水ヘッダ１２ｂを介して外部負荷１５に供給する。逃し弁１８は、２次ポンプ１７ａ〜１７ｃと並列に設けられ、往水ヘッダ１２ｂの圧力が上昇した際に往水ヘッダ１２ａに熱媒体を逃がすことができる。

本実施形態において、バイパス弁７を有しないバイパス配管６には、１次側を流れる熱媒体の流量（動作する１次ポンプ３の流量）と、２次側を流れる熱媒体の流量（動作する２次ポンプ１７の流量）との差により熱媒体が流れる。１次側を流れる熱媒体の流量が２次側を流れる熱媒体の流量よりも多い場合、このアンバランスを補正するため、出口配管１９を流れる熱媒体の一部がバイパス配管６を介して入口配管１０に流れる。また、１次側を流れる熱媒体の流量が２次側を流れる熱媒体の流量よりも少ない場合、このアンバランスを補正するため、入口配管１０を流れる熱媒体の一部がバイパス配管６を介して出口配管１９に流れる。

次に、熱源機１に対し実行される制御処理について説明する。

図７は、熱源機３１の冷却運転時の制御処理のフローチャートを示している。

熱源システム制御装置３０は、各温度検知手段４、５、２１、２２から温度を取得する（Ｓ３０）。入口温度検知手段４から入口温度（Ｔｉ）を、出口温度検知手段５から出口温度（Ｔｏ）を、往水温度検知手段２１から往水温度（ＴＳ）を、還水温度検知手段２２から還水温度（ＴＲ）を取得する。

熱源システム制御装置３０は、ＴＳがＴｏより高いか否かを判断する（Ｓ３１）。ＴＳがＴｏより高い場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、熱源システム制御装置３０は熱源機制御装置８を介して１次ポンプ３を増速させ（Ｓ３２）、ステップＳ３０に戻る。すなわち、１次側を流れる熱媒体の流量が２次側を流れる熱媒体の流量よりも少なく、入口配管１０を流れる熱媒体の一部がバイパス配管６を介して出口配管１９に流れているため、ＴＳがＴｏより高くなっている。このため、入口配管１０から出口配管１９へバイパスする熱媒体がゼロになるように、１次ポンプ３を増速させ、１次側を流れる熱媒体の流量を増加させる。

一方、ＴＳがＴｏと等しい又はＴＳがＴｏより低い場合（Ｓ３１：Ｎｏ）、熱源システム制御装置３０は、ＴｉがＴＲよりも低いか否かを判断する（Ｓ３３）。ＴｉがＴＲよりも低い場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、熱源システム制御装置３０は熱源機制御装置８を介して１次ポンプ３を減速させ（Ｓ３４）、ステップＳ３０に戻る。すなわち、１次側を流れる熱媒体の流量が２次側を流れる熱媒体の流量よりも多く、出口配管１９を流れる熱媒体の一部がバイパス配管６を介して入口配管１０に流れているため、ＴｉがＴＲより低くなっている。このため、出口配管１９から入口配管１０へバイパスする熱媒体がゼロになるように、１次ポンプ３を減速させて、１次側を流れる熱媒体の流量を減少させる。

また、ＴｉがＴＲと等しい又はＴｉがＴＲよりも高い場合（Ｓ３３：Ｎｏ）、熱源システム制御装置３０は、１次ポンプ３の制御を行わずにステップＳ３０に戻る。本実施の形態では、外部負荷１５及び２次ポンプ１７の制御は、熱源機３１の制御とは別に独立して行っている。

以上のように、本実施形態の熱源機３１および熱源システム１１１によれば、第１の実施形態の熱源機１および熱源システム１０１と同様に、図８に示すバイパス配管３０６が熱源機３０１とは別体で設けられた従来の熱源システム３００と比較して、設置工事の省略化が可能となり、設置スペースの自由度の向上させることができる。

本発明の第３の実施形態に係る熱源システムについて、図９を参照して説明する。

図９は、第３の実施形態に係る熱源システムの熱源機４１の系統図を示している。

図９では、複数の熱源機のうちの一つの熱源機４１のみを示している。図９に示すように、本実施形態に係る熱源システムの熱源機４１では、第１の実施形態の熱源システム１０１（図１）の２次側に設けられていた各種検知手段２０〜２３が、熱源機１内に設けられている。さらに、逆止弁９も各熱源機１内に設けられている。

逆止弁９は、出口配管１９のバイパス配管６と出口配管１９との接続部よりも下流側（出口側）に設けられている。往還差圧検知手段２０は、入口配管１０と出口配管１９とを流れる熱媒体の圧力差を検知する。往水温度検知手段２１は、熱交換器２の出口側に設けられ、出口配管１０とバイパス配管６との接続部よりも、下流側（出口側）において出口配管１９を流れる熱媒体の温度（往水温度）を検知する。還水温度検知手段２２は、熱交換器２の入口側に設けられ、入口配管１０とバイパス配管６との接続部よりも、上流側（入口側）において入口配管１０を流れる熱媒体の温度（還水温度）を検知する。負荷側流量検知手段２３は、熱交換器２の入口側に設けられ、入口配管１０とバイパス配管６との接続部よりも、上流側（入口側）において入口配管１０を流れる熱媒体の流量を検知する。

そして、熱源機制御装置８は、各種検知手段２０〜２３における検知結果を受け取り、検知結果を熱源システム制御装置３０に送り、熱源システム制御装置３０は、第１の実施形態の熱源システム１０１で説明した制御処理と同様の制御処理を行う。

以上のように、本実施形態の熱源機４１は、各種検知手段２０〜２３および逆止弁９を備える。かかる構成により、各種検知手段２０〜２３および逆止弁９の設置工事も不要となり、さらに設置工事の省略化が可能となる。また、各種検知手段２０〜２３が熱源機４１に分散されるため、他の熱源機４１で熱源システムの運転継続が可能であり、メンテナンスも熱源システムを停止せずに行うことができる。

なお、上述した本発明の実施形態および実施例は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態あるいは実施例のみに限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

例えば、バイパス弁７は、流量調整可能な二方弁に限らず、開閉機能のみの電動二方弁または電磁弁、互いに並列に設けられ口径の異なる複数の開閉機能のみの電動二方弁または電磁弁、または、バイパス配管６と入口配管１０の接続部もしくはバイパス配管６と出口配管１９との接続部に設けられた三方弁であってもよい。

また、第３の実施形態の熱源機４１において、バイパス弁７および往還差圧検知手段２０を備えていなくても良い。

また、往還差圧検知手段２０による差圧検知に代えて、往水ヘッダ１１および還水ヘッダ１２にそれぞれ圧力検知手段を取付け、それらの検知圧力に基づき差圧を検知してもよい。また、熱源機１、３１、４１の熱交換器２では、圧縮機により冷媒を圧縮するヒートポンプ式の冷凍機により熱媒体を冷却または加熱するようにしたが、吸収式の冷温水器により、熱媒体を冷却または加熱するようにしてもよい。また、第３の実施形態の熱源機４１において、負荷側流量検知手段２３を出口側に設けても良い。

１、１ａ〜１ｃ、３１、３１ａ〜３１ｃ、４１、４１ａ〜４１ｃ 熱源機
２、２ａ〜２ｃ 熱交換器
３、３ａ〜３ｃ １次ポンプ
４、４ａ〜４ｃ 入口温度検知手段
５、５ａ〜５ｃ 出口温度検知手段
６、６ａ〜６ｃ バイパス配管
７、７ａ〜７ｃ バイパス弁
８、８ａ〜８ｃ 熱源機制御装置
９、９ａ〜９ｃ 逆止弁
１０、１０ａ〜１０ｃ 入口配管
１１ 往水配管
１２、１２ａ、１２ｂ 往水ヘッダ
１３ 還水配管
１４ 還水ヘッダ
１５ 外部負荷
１６ 流量制御弁
１７、１７ａ〜１７ｃ ２次ポンプ
１８ 逃し弁
１９、１９ａ〜１９ｃ 出口配管
２１ 往水温度検知手段
２２ 還水温度検知手段
２３ 負荷側流量検知手段
３０ 熱源システム制御装置
１０１、１１１ 熱源システム

Claims (12)

1. 熱媒体を外部負荷へ供給する熱源機であって、
   熱交換により熱媒体を加熱または冷却するための熱交換器と、
   前記熱交換器に接続され、熱交換前の熱媒体を前記熱交換器に流すための入口配管と、
   前記熱交換器に接続され、熱交換後に前記熱交換器から出てきた熱媒体を流すための出口配管と、
   前記入口配管に設けられ、前記熱交換器および前記出口配管に向かって熱媒体を流すための１次ポンプと、
   前記熱交換器および前記１次ポンプに対し並列に設けられ、前記出口配管と前記前記入口配管とに接続されたバイパス配管と、
   前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管の流路を開閉するためのバイパス弁と、を備えることを特徴とする熱源機。
2. 前記バイパス弁は、流量調整可能な二方弁、開閉機能のみの電動弁もしくは電磁弁、互いに並列に設けられ口径の異なる複数の電動弁もしくは電磁弁、または、前記バイパス配管と前記入口配管との接続部もしくは前記バイパス配管と前記出口配管との接続部に設けられた三方弁であることを特徴とする請求項１に記載の熱源機。
3. 前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも入口側において、前記入口配管を流れる熱媒体の温度を検知する温度検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱源機。
4. 熱媒体を外部負荷へ供給する熱源機であって、
   熱交換により熱媒体を加熱または冷却するための熱交換器と、
   前記熱交換器に接続され、熱交換前の熱媒体を前記熱交換器に流すための入口配管と、
   前記熱交換器に接続され、熱交換後に前記熱交換器から出てきた熱媒体を流すための出口配管と、
   前記入口配管に設けられ、前記熱交換器および前記出口配管に向かって熱媒体を流すための１次ポンプと、
   前記出口配管と前記１次ポンプよりも入口側において前記入口配管とに接続され、前記入口配管と前記出口配管との間で熱媒体を流すためのバイパス配管と、を備えることを特徴とする熱源機。
5. 前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも入口側において前記入口配管を流れる熱媒体の温度を検知し、前記バイパス配管と前記出口配管との接続部よりも出口側において、前記出口配管を流れる熱媒体の温度を検知する温度検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の熱源機。
6. 前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも入口側において前記入口配管を流れる熱媒体と、前記バイパス配管と前記出口配管との接続部よりも出口側において前記出口配管を流れる熱媒体との圧力を検知する圧力検知手段またはそれら圧力の差圧を検知する差圧検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱源機。
7. 前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも入口側において前記入口配管を流れる熱媒体の流量、または、前記バイパス配管と前記出口配管との接続部よりも出口側において前記出口配管を流れる熱媒体の流量を検知する流量検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱源機。
8. 前記出口配管の前記バイパス配管と前記出口配管との接続部よりも出口側に設けられ、熱媒体の逆流を防止する逆止弁を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の熱源機。
9. 外部負荷と、
   前記外部負荷へ冷却または加熱した熱媒体を供給する１台または複数台の請求項１から請求項３いずれか一項に記載の前記熱源機と、を備えたことを特徴とする熱源システム。
10. 各熱源機は、前記バイパス配管と前記入口配管との接続部よりも前記熱交換器側において前記入口配管を流れ、前記熱交換器に流入する熱媒体の温度を検知する入口温度検知手段を有し、
    前記入口温度検知手段により検知された温度が、熱媒体の使用可能温度の上限より高い場合、前記バイパス弁を所定の開度に保持し、前記１次ポンプを所定の速度で駆動させる制御部をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の熱源システム。
11. 前記熱源機において熱媒体の凍結が想定される凍結条件が成立している場合に、前記バイパス弁を所定の開度に保持し、前記１次ポンプを所定の速度で駆動させる制御部をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の熱源システム。
12. 外部負荷と、
    前記外部負荷へ冷却または加熱した熱媒体を供給する１台または複数台の請求項４または請求項５に記載の前記熱源機と、を備えたことを特徴とする熱源システム。