JP3856568B2

JP3856568B2 - 蓄熱槽使用の熱源システム

Info

Publication number: JP3856568B2
Application number: JP16808498A
Authority: JP
Inventors: 義明松井; 昌幸小川
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JP2000002451A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調などに用いる蓄熱槽使用の熱源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は中継熱交換器を用いる従来システムを示し、
１は熱媒ｗ１を蓄熱槽２の低温側から取り出して蓄熱槽２の高温側に戻す一次側循環路、
３は複数の負荷装置４と流量バランス調整用のバイパス路５を並列的に備える二次側循環路、
６は一次側循環路１の循環熱媒ｗ１を二次側循環路３の循環熱媒ｗ２と熱交換させる中継熱交換器、
７は二次側循環路３において中継熱交換器６に戻す側の熱媒ｗ２から分流した分流熱媒ｗ２’を冷却して中継熱交換器６からの送出熱媒ｗ２に合流させる補助冷凍機、
８は蓄熱槽２の高温側から取り出した熱媒ｗ１を冷却して蓄熱槽２の低温側に戻す蓄熱用冷凍機、
９，１０は二次側循環路３における分流ヘッダと合流ヘッダである。
【０００３】
つまり、このシステムでは、蓄熱運転において蓄熱槽２における熱媒ｗ１を蓄熱用冷凍機８により冷却することで冷熱を蓄熱する。そして、消費運転では、蓄熱槽２の低温側から順次取り出す低温熱媒ｗ１により中継熱交換器６において二次側循環路３の循環熱媒ｗ２を冷却し、これにより負荷装置４に冷熱供給する。また、この消費運転では負荷装置４での負荷状況に応じてないしは定常的に補助冷凍機７を運転し、これにより、中継熱交換器６からの送出熱媒ｗ２に合流させる分流熱媒ｗ２’を冷却して負荷装置４への冷熱供給を補助する。
【０００４】
なお、温熱供給を行うシステムでは、図中（）内に表記の如く、蓄熱用冷凍機８及び補助冷凍機７の夫々に代え蓄熱用加熱機及び補助加熱機が設けられ、蓄熱槽２における低温側と高温側が逆になる。
【０００５】
図４は中継熱交換器を用いない従来システムを示し、
５１は熱媒ｗを蓄熱槽５２の低温側から取り出して蓄熱槽５２の高温側に戻す負荷側循環路であり、この負荷側循環路５１には複数の負荷装置５３を並列的に装備してある。
５４は蓄熱槽５２の高温側から取り出した熱媒ｗを冷却して蓄熱槽５２の低温側に戻す冷凍機、
５５，５６は負荷側循環路５１における分流ヘッダと合流ヘッダである。
【０００６】
つまり、このシステムでは、蓄熱運転において蓄熱槽５２における熱媒ｗを冷凍機５４により冷却することで冷熱を蓄熱する。そして、消費運転では蓄熱槽５２の低温側から低温熱媒ｗを負荷側循環路５１へ順次取り出し、これにより負荷装置５３に冷熱供給する。また、この消費運転では負荷装置５３での負荷状況に応じてないしは定常的に冷凍機５４を並行運転し、これにより負荷装置４への冷熱供給を補助する。
【０００７】
なお、温熱供給を行うシステムでは、図中（）内に表記の如く、冷凍機５４に代え加熱機が設けられ、蓄熱槽５２における低温側と高温側が逆になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、冷熱供給を行うシステムで言えば、並列的に装備される負荷装置の中に、負荷に応じた熱媒流量の調整で送出熱媒の温度がほぼ一定の高温に保たれるものの他、負荷変動にかかわらず一定流量の熱媒を通過させる簡易形式のため送出熱媒の温度が低温になりがちなものが混在する場合、また、熱媒を単に通過させるだけの前記の如きバイパス路が設けられる場合など、これら簡易形式の負荷装置やバイパス路などから低温の熱媒が送出されることに原因して、蓄熱槽の高温側に戻される熱媒の温度が低温になり、この為、保有冷熱が充分に消費された高温の熱媒が蓄熱槽の高温側に安定的に戻される理想的な消費運転に比べ、蓄熱槽における蓄熱冷熱の有効利用率が大きく低下する問題があった。
【０００９】
例えば、蓄熱槽における蓄熱完了時の熱媒温度が６℃で、消費運転において蓄熱槽に戻す熱媒の設計温度が１１℃であるとすると、消費運転において常に設計温度１１℃の熱媒が蓄熱槽に戻る理想運転の場合に蓄熱冷熱の有効利用率が１００％になるのに対し、上記の如き簡易負荷装置やバイパス路などから低温熱媒が送出されることが原因で蓄熱槽に戻る熱媒の平均温度が９℃となった場合、蓄熱冷熱の有効利用率は（９℃−６℃）／（１１℃−６℃）×１００＝６０％まで低下してしまう。
【００１０】
なお、この問題は冷熱供給を行うシステムに限られるものではなく、温熱供給を行うシステムにおいても、負荷装置の中に送出熱媒の温度が高温になりがちなものが混在する場合、また、熱媒を単に通過させるだけのバイパス路が設けられる場合など、同様の問題が生じる。
【００１１】
この実情に対し、本発明の主たる課題は、負荷装置に対する熱媒循環を合理的な形態で行うことにより上記の如き問題を効果的に解消する点にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１に係る発明では、
熱媒を蓄熱槽の低温側から取り出してその蓄熱槽の高温側に戻す一次側循環路を設け、熱媒の保有冷熱を消費する負荷装置又はバイパス路を並列的に備える二次側循環路を設け、一次側循環路の循環熱媒と二次側循環路の循環熱媒とを熱交換させる中継熱交換器を設けるのに対し、
二次側循環路において負荷装置又はバイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒を高温系熱媒と低温系熱媒とに分別し、これら分別熱媒のうち、高温系熱媒は中継熱交換器に戻して一次側循環路の循環熱媒と熱交換させ、他方の低温系熱媒は中継熱交換器を迂回させて中継熱交換器からの送出熱媒に合流させる構成にする。
【００１３】
つまり、中継熱交換器を用いる冷熱供給用の熱源システムとして、この構成を採れば、二次側循環路において負荷装置又はバイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒のうち、低温系熱媒として分別された熱媒については、中継熱交換器を迂回して一次側循環路の循環熱媒とは熱交換せずに中継熱交換器からの送出熱媒に合流し、他方の高温系熱媒として分別された熱媒のみが中継熱交換器に戻されて一次側循環路の循環熱媒と熱交換するから、一次側循環路において中継熱交換器での熱交換の後、蓄熱槽の高温側に戻る熱媒の温度は、低温系熱媒として分別された熱媒の影響を受けないものとなる。
【００１４】
したがって、高温系熱媒と低温系熱媒との分別において、負荷装置からの送出熱媒の中でも負荷に応じ熱媒流量が調整される形式のものからの送出熱媒など、保有冷熱が充分に消費された高温の送出熱媒を高温系熱媒として分別し、これに対し、前記の如き簡易負荷装置やバイパス路などから送出される低温の熱媒を低温系熱媒として分別する形態を採れば、蓄熱槽の高温側に高温の熱媒が安定的に戻される理想運転により近い形で消費運転を進めることができ、これにより、従来システムに比べ蓄熱冷熱の有効利用率を大きく向上して、冷熱供給を行う蓄熱式熱源システムの省エネ効果を効果的に高めることができる。
【００１５】
〔２〕請求項２に係る発明では、
熱媒を蓄熱槽の高温側から取り出してその蓄熱槽の低温側に戻す一次側循環路を設け、熱媒の保有温熱を消費する負荷装置又はバイパス路を並列的に備える二次側循環路を設け、一次側循環路の循環熱媒と二次側循環路の循環熱媒とを熱交換させる中継熱交換器を設けるのに対し、
二次側循環路において負荷装置又はバイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒を低温系熱媒と高温系熱媒とに分別し、これら分別熱媒のうち、低温系熱媒は中継熱交換器に戻して一次側循環路の循環熱媒と熱交換させ、他方の高温系熱媒は中継熱交換器を迂回させて中継熱交換器からの送出熱媒に合流させる構成にする。
【００１６】
つまり、中継熱交換器を用いる温熱供給用の熱源システムとして、この構成を採れば、二次側循環路において負荷装置又はバイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒のうち、高温系熱媒として分別された熱媒については、中継熱交換器を迂回して一次側循環路の循環熱媒とは熱交換せずに中継熱交換器からの送出熱媒に合流し、他方の低温系熱媒として分別された熱媒のみが中継熱交換器に戻されて一次側循環路の循環熱媒と熱交換するから、一次側循環路において中継熱交換器での熱交換の後、蓄熱槽の低温側に戻る熱媒の温度は、高温系熱媒として分別された熱媒の影響を受けないものとなる。
【００１７】
したがって、低温系熱媒と高温系熱媒との分別において、負荷装置からの送出熱媒の中でも負荷に応じ熱媒流量が調整される形式のものからの送出熱媒など、保有温熱が充分に消費された低温の送出熱媒を低温系熱媒として分別し、これに対し、前記の如き簡易負荷装置やバイパス路などから送出される高温の熱媒を高温系熱媒として分別する形態を採れば、蓄熱槽の低温側に低温の熱媒が安定的に戻される理想運転により近い形で消費運転を進めることができ、これにより、従来システムに比べ蓄熱温熱の有効利用率を大きく向上して、温熱供給を行う蓄熱式熱源システムの省エネ効果を効果的に高めることができる。
【００１８】
〔３〕請求項３に係る発明では、
熱媒を蓄熱槽の低温側から取り出してその蓄熱槽の高温側に戻す負荷側循環路に、熱媒の保有冷熱を消費する負荷装置又はバイパス路を並列的に設け、蓄熱槽の高温側から取り出した熱媒を冷却して蓄熱槽の低温側に戻す冷凍機を設けるのに対し
負荷側循環路において負荷装置又はバイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒を高温系熱媒と低温系熱媒とに分別し、これら分別熱媒のうち、低温系熱媒は冷凍機への熱媒取り出し部の近傍で蓄熱槽に戻し、他方の高温系熱媒は低温系熱媒の戻し部及び冷凍機への熱媒取り出し部よりも低温側寄りの箇所で蓄熱槽に戻す構成にする。
【００１９】
つまり、中継熱交換器を用いない冷熱供給用の熱源システムとして、この構成を採れば、負荷側循環路において負荷装置又はバイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒のうち、低温系熱媒として分別された熱媒については、冷凍機への熱媒取り出し部の近傍で蓄熱槽に戻されるから、消費運転中に冷凍機の補助運転が実施されることにおいて、蓄熱槽への戻りの後、冷凍機への送り熱媒として蓄熱槽から優先的に取り出され、そして冷凍機により冷却された上で負荷側循環路への熱媒取り出し側である蓄熱槽の低温側に送られる。すなわち、低温系熱媒として分別された熱媒は、消費運転中における冷凍機補助運転での冷却対象熱媒として、蓄熱槽の中間主体部分を迂回する状態で蓄熱槽の高温側から低温側へ短絡的に送られる。
【００２０】
これに対し、高温系熱媒として分別された熱媒は、低温系熱媒の戻し部及び冷凍機への熱媒取り出し部よりも低温側寄りの箇所で蓄熱槽に戻されるから、その戻り後、消費運転において蓄熱槽の低温側から負荷側循環路へ低温熱媒が取り出されることに伴い、蓄熱槽の高温側から低温側へ向けて次第に蓄積する形態で蓄熱槽の中間主体部分を占めるようになり、これらのことから、実質的に高温系熱媒のみが蓄熱槽の高温側に戻されるのに近い循環形態になる。
【００２１】
したがって、前記の請求項１に係る発明と同様、高温系熱媒と低温系熱媒との分別において、負荷装置からの送出熱媒の中でも負荷に応じ熱媒流量が調整される形式のものからの送出熱媒など、保有冷熱が充分に消費された高温の送出熱媒を高温系熱媒として分別し、これに対し、前記の如き簡易負荷装置やバイパス路などから送出される低温の熱媒を低温系熱媒として分別する形態を採れば、蓄熱槽の高温側に高温の熱媒が安定的に戻される理想運転により近い形で消費運転を進めることができ、これにより、従来システムに比べ蓄熱冷熱の有効利用率を大きく向上して、冷熱供給を行う蓄熱式熱源システムの省エネ効果を効果的に高めることができる。
【００２２】
〔４〕請求項４に係る発明では、
熱媒を蓄熱槽の高温側から取り出してその蓄熱槽の低温側に戻す負荷側循環路に、熱媒の保有温熱を消費する負荷装置又はバイパス路を並列的に設け、蓄熱槽の低温側から取り出した熱媒を加熱して蓄熱槽の高温側に戻す加熱機を設けるのに対し
負荷側循環路において負荷装置又はバイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒を低温系熱媒と高温系熱媒とに分別し、これら分別熱媒のうち、高温系熱媒は加熱機への熱媒取り出し部の近傍で蓄熱槽に戻し、他方の低温系熱媒は高温系熱媒の戻し部及び加熱機への熱媒取り出し部よりも高温側寄りの箇所で蓄熱槽に戻す構成にする。
【００２３】
つまり、中継熱交換器を用いない温熱供給用の熱源システムとして、この構成を採れば、負荷側循環路において負荷装置又はバイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒のうち、高温系熱媒として分別された熱媒については、加熱機への熱媒取り出し部の近傍で蓄熱槽に戻されるから、消費運転中に加熱機の補助運転が実施されることにおいて、蓄熱槽への戻りの後、加熱機への送り熱媒として蓄熱槽から優先的に取り出され、そして加熱機により加熱された上で負荷側循環路への熱媒取り出し側である蓄熱槽の高温側に送られる。すなわち、高温系熱媒として分別された熱媒は、消費運転中における加熱機補助運転での加熱対象熱媒として、蓄熱槽の中間主体部分を迂回する状態で蓄熱槽の低温側から高温側へ短絡的に送られる。
【００２４】
これに対し、低温系熱媒として分別された熱媒は、高温系熱媒の戻し部及び加熱機への熱媒取り出し部よりも高温側寄りの箇所で蓄熱槽に戻されるから、その戻り後、消費運転において蓄熱槽の高温側から負荷側循環路へ高温熱媒が取り出されることに伴い、蓄熱槽の低温側から高温側へ向けて次第に蓄積する形態で蓄熱槽の中間主体部分を占めるようになり、これらのことから、実質的に低温系熱媒のみが蓄熱槽の低温側に戻されるのに近い循環形態になる。
【００２５】
したがって、前記の請求項２に係る発明と同様、低温系熱媒と高温系熱媒との分別において、負荷装置からの送出熱媒の中でも負荷に応じ熱媒流量が調整される形式のものからの送出熱媒など、保有温熱が充分に消費された低温の送出熱媒を低温系熱媒として分別し、これに対し、前記の如き簡易負荷装置やバイパス路などから送出される高温の熱媒を高温系熱媒として分別する形態を採れば、蓄熱槽の低温側に低温の熱媒が安定的に戻される理想運転により近い形で消費運転を進めることができ、これにより、従来システムに比べ蓄熱温熱の有効利用率を大きく向上して、温熱供給を行う蓄熱式熱源システムの省エネ効果を効果的に高めることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は中継熱交換器を用いて冷熱供給を行う蓄熱槽使用の熱源システムを示し、図中、
１は熱媒ｗ１を蓄熱槽２の低温側から取り出して蓄熱槽２の高温側に戻す一次側循環路、
３は複数の空調用負荷装置４と流量バランス調整用のバイパス路５を並列的に備える二次側循環路、
６は一次側循環路１の循環熱媒ｗ１を二次側循環路３の循環熱媒ｗ２と熱交換させる中継熱交換器、
７は二次側循環路３において中継熱交換器６に戻す側の熱媒ｗ２から分流した分流熱媒ｗ２’を冷却して中継熱交換器６からの送出熱媒ｗ２に合流させる補助冷凍機、
８は蓄熱槽２の高温側から取り出した熱媒ｗ１を冷却して蓄熱槽２の低温側に戻す蓄熱用冷凍機、
９は二次側循環路３における分流ヘッダ、１０Ａ，１０Ｂは夫々、二次側循環路３における合流ヘッダ、
１１は密閉配管構造の二次側循環路３に対する膨張タンク、Ｐは夫々、熱媒ポンプである。
【００２７】
このシステムでは、蓄熱運転の場合、蓄熱用循環路１２において蓄熱槽２の高温側から熱媒ｗ１を取り出し、その熱媒ｗ１を蓄熱槽２の低温側に戻す熱媒循環を行いながら、その蓄熱用循環路１２における通過熱媒ｗ１を冷凍機８により冷却し、これにより、冷凍機８で冷却した低温熱媒ｗ１を蓄熱槽２の低温側から高温側へ向けて逐次蓄積する形態で蓄熱槽２に貯めて、冷熱の蓄熱を行う。
【００２８】
一方、蓄熱槽２に蓄熱した冷熱を負荷装置４で消費する消費運転では、二次側循環路３で熱媒循環させるとともに一次側循環路１で熱媒循環させて、蓄熱槽２の低温側から一次側循環路１へ順次取り出す低温熱媒ｗ１により中継熱交換器６において二次側循環路３の循環熱媒ｗ２を冷却し、これにより負荷装置４に冷熱供給する。
【００２９】
また、この消費運転では、負荷装置４での負荷状況に応じてないしは定常的に補助冷凍機７を運転し、これにより、中継熱交換器６からの送出熱媒ｗ２に合流させる分流循環路１３の分流熱媒ｗ２’を冷却して、負荷装置４への冷熱供給を補助する。
【００３０】
１３ａは補助冷凍機７で冷却した熱媒ｗ２’の一部を補助冷凍機７の入口側に還送する還送路、１４は補助冷凍機７からの送出熱媒温度を検出する温度センサ、１５は補助冷凍機７への送り熱媒における二次循環路３からの分流熱媒と還送路１３ａからの還送低温熱媒との混合比を調整する三方弁であり、温度センサ１４の検出情報に基づき三方弁１５を自動制御することで、補助冷凍機７から送出される低温熱媒ｗ２’の温度を設定温度に保つ。
【００３１】
１２ａは蓄熱用冷凍機８で冷却した熱媒ｗ１の一部を蓄熱用冷凍機８の入口側に還送する還送路、１６は蓄熱用冷凍機８からの送出熱媒温度を検出する温度センサ、１７は蓄熱用冷凍機８への送り熱媒における蓄熱槽２からの取り出し熱媒と還送路１２ａからの還送低温熱媒との混合比を調整する三方弁であり、温度センサ１６の検出情報に基づき三方弁１７を自動制御することで、蓄熱用冷凍機８から送出される低温熱媒ｗ１の温度を設定温度に保つ。
【００３２】
１８は二次側循環路３における中継熱交換器６からの送出熱媒温度を検出する温度センサ、１９は一次側循環路１における中継熱交換器６の熱媒通過流量を調整する流量調整弁であり、温度センサ１８の検出情報に基づき流量調整弁１９を自動制御することで、二次側循環路３における中継熱交換器６からの送出熱媒温度（負荷装置４に対する供給熱媒の温度）を設定温度に保つ。
【００３３】
一方、２０は負荷装置４での負荷を検出する負荷検出手段、２１は負荷検出手段２０により検出される負荷に応じて負荷装置４の熱媒流量を自動調整する自動弁であり、並列配備の負荷装置４について、各々に要求される空調機能上、この自動弁２１を装備した負荷装置４Ａ（例えばエアハンドリングユニット）と、この自動弁２１を装備しない負荷装置４Ｂ（例えば簡易型ファンコイルユニット）とがあるのに対し、この熱源システムでは、二次側循環路３における合流ヘッダとして高温系ヘッダ１０Ａと低温系ヘッダ１０Ｂを設け、自動弁２１を備える負荷装置４Ａからの送出熱媒ｗ２については、高温系熱媒として高温系ヘッダ１０Ａに分別集合させ、他方、自動弁２１を備えない負荷装置４Ｂからの送出熱媒ｗ２、及び、流量バランス調整用バイパス路５の通過熱媒ｗ２については、低温系熱媒として低温系ヘッダ１０Ｂに分別集合させる。
【００３４】
そして、高温系熱媒として高温系ヘッダ１０Ａに集合させた熱媒ｗ２は、中継熱交換器６に戻して一次側循環路１の循環熱媒ｗ１と熱交換させるのに対し、低温系熱媒として低温系ヘッダ１０Ｂに集合させた熱媒ｗ２は、前記の分流熱媒ｗ２’として分流循環路１３に送り、中継熱交換器６を迂回させて中継熱交換器６からの送出熱媒ｗ２に合流させるようにしてある。
【００３５】
つまり、自動弁２１を備える負荷装置４Ａからの送出熱媒ｗ２は負荷に応じた熱媒流量の調整で温度がほぼ一定の高温に保たれ、他方、自動弁２１を備えない負荷装置４Ｂからの送出熱媒ｗ２は負荷変動にかかわらず熱媒流量が一定であることから低温になりがちで、また、バイパス路５からは保有冷熱が消費されていない低温の熱媒ｗ２が送出されるのに対し、これら負荷装置４やバイパス路５から送出される複数流の熱媒ｗ２を上記の如く高温系熱媒と低温系熱媒とに分別して循環させることにより、消費運転において蓄熱槽２の高温側には保有冷熱が充分に消費された高温の熱媒が安定的に戻るようにし、これにより、蓄熱槽２における蓄熱冷熱の有効利用率を高くする。
【００３６】
なお、２２は高温系ヘッダ１０Ａと低温系ヘッダ１０Ｂとを連通させる流量バランス調整用の連通路であり、三方弁１５の操作などに伴い高温系熱媒と低温系熱媒との流量バランスが変化することに対し、その変化を吸収して良好な熱媒循環状態を保つものである。
【００３７】
〔第２実施形態〕
中継熱交換器を用いて温熱供給を行う蓄熱槽使用の熱源システムとして、図１で（）内に表記する如く、前記した第１実施形態でのシステム構成において、蓄熱用冷凍機８及び補助冷凍機７の夫々に代え蓄熱用加熱機及び補助加熱機を設け、蓄熱槽２における低温側と高温側とが逆になるようにする。
【００３８】
また、第１実施形態で高温系ヘッダ１０Ａとして使用した合流ヘッダを低温系ヘッダとし、第１実施形態で低温系ヘッダ１０Ｂとして使用した合流ヘッダを高温系ヘッダとする。
【００３９】
すなわち、このシステムでは、蓄熱運転の場合、蓄熱用循環路１２において蓄熱槽２の低温側から熱媒ｗ１を取り出し、その熱媒ｗ１を蓄熱槽２の高温側に戻す熱媒循環を行いながら、その蓄熱用循環路１２における通過熱媒ｗ１を加熱機８により加熱し、これにより、加熱機８で加熱した高温熱媒ｗ１を蓄熱槽２の高温側から低温側へ向けて逐次蓄積する形態で蓄熱槽２に貯めて、温熱の蓄熱を行う。
【００４０】
一方、蓄熱槽２に蓄熱した温熱を負荷装置４で消費する消費運転では、二次側循環路３で熱媒循環させるとともに一次側循環路１で熱媒循環させて、蓄熱槽２の高温側から一次側循環路１へ順次取り出す高温熱媒ｗ１により中継熱交換器６において二次側循環路３の循環熱媒ｗ２を加熱し、これにより負荷装置４に温熱供給する。
【００４１】
また、この消費運転では、負荷装置４での負荷状況に応じてないしは定常的に補助加熱機７を運転し、これにより、中継熱交換器６からの送出熱媒ｗ２に合流させる分流循環路１３の分流熱媒ｗ２’を加熱して、負荷装置４への温熱供給を補助する。
【００４２】
並列配備の負荷装置４について、各々に要求される空調機能上、自動弁２１を装備した負荷装置４Ａ（例えばエアハンドリングユニット）と、自動弁２１を装備しない負荷装置４Ｂ（例えば簡易型ファンコイルユニット）とがあるのに対し、この熱源システムでは、自動弁２１を備える負荷装置４Ａからの送出熱媒ｗ２については、低温系熱媒として低温系ヘッダ１０Ａに分別集合させ、他方、自動弁２１を備えない負荷装置４Ｂからの送出熱媒ｗ２、及び、流量バランス調整用バイパス路５の通過熱媒ｗ２については、高温系熱媒として高温系ヘッダ１０Ｂに分別集合させる。
【００４３】
そして、低温系熱媒として低温系ヘッダ１０Ａに集合させた熱媒ｗ２は、中継熱交換器６に戻して一次側循環路１の循環熱媒ｗ１と熱交換させるのに対し、高温系熱媒として高温系ヘッダ１０Ｂに集合させた熱媒ｗ２は、分流熱媒ｗ２’として分流循環路１３に送り、中継熱交換器６を迂回させて中継熱交換器６からの送出熱媒ｗ２に合流させる。
【００４４】
つまり、自動弁２１を備える負荷装置４Ａからの送出熱媒ｗ２は負荷に応じた熱媒流量の調整で温度がほぼ一定の低温に保たれ、他方、自動弁２１を備えない負荷装置４Ｂからの送出熱媒ｗ２は負荷変動にかかわらず熱媒流量が一定であることから高温になりがちで、また、バイパス路５からは保有温熱が消費されていない高温の熱媒ｗ２が送出されるのに対し、これら負荷装置４やバイパス路５から送出される複数流の熱媒ｗ２を上記の如く低温系熱媒と高温系熱媒とに分別して循環させることにより、消費運転において蓄熱槽２の低温側には保有温熱が充分に消費された低温の熱媒が安定的に戻るようにし、これにより、蓄熱槽２における蓄熱温熱の有効利用率を高くする。
【００４５】
〔第３実施形態〕
図２は中継熱交換器を用いずに冷熱供給を行う蓄熱槽使用の熱源システムを示し、図中、
５１は熱媒ｗを蓄熱槽５２の低温側から取り出して蓄熱槽５２の高温側に戻す負荷側循環路であり、この負荷側循環路５１には複数の負荷装置５３を並列的に装備してある。
【００４６】
５４は蓄熱槽５２の高温側から取り出した熱媒ｗを冷却して蓄熱槽５２の低温側に戻す冷凍機、
５５は負荷側循環路５１における分流ヘッダ、５６Ａ，５６Ｂは夫々、負荷側循環路５１における合流ヘッダ、Ｐは夫々、熱媒ポンプである。
【００４７】
このシステムでは、蓄熱運転の場合、蓄熱用循環路５７において蓄熱槽５２の高温側から熱媒ｗを取り出し、その熱媒ｗを蓄熱槽５２の低温側に戻す熱媒循環を行いながら、その蓄熱用循環路５７における通過熱媒ｗを冷凍機５４により冷却し、これにより、冷凍機５４で冷却した低温熱媒ｗを蓄熱槽５２の低温側から高温側へ向けて逐次蓄積する形態で蓄熱槽５２に貯めて、冷熱の蓄熱を行う。
【００４８】
一方、蓄熱槽５２に蓄熱した冷熱を負荷装置５３で消費する消費運転では、蓄熱槽５２の低温側から低温熱媒ｗを負荷側循環路５１へ順次取り出し、これにより負荷装置５３に冷熱供給する。
【００４９】
また、この消費運転では、負荷装置５３での負荷状況に応じてないしは定常的に冷凍機５４を並行運転し、これにより、負荷側循環路５１への熱媒取り出し側である蓄熱槽５２の低温側に冷凍機５４による冷却熱媒ｗを付加供給することで、負荷装置５３への冷熱供給を補助する。
【００５０】
５７ａは冷凍機５４で冷却した熱媒ｗの一部を冷凍機５４の入口側に還送する還送路、５８は冷凍機５４からの送出熱媒温度を検出する温度センサ、５９は冷凍機５４への送り熱媒ｗにおける蓄熱槽５２からの取り出し熱媒と還送路５７ａからの還送低温熱媒との混合比を調整する三方弁であり、温度センサ５８の検出情報に基づき三方弁５９を自動制御することで、冷凍機５４から送出される低温熱媒ｗの温度を設定温度に保つ。
【００５１】
６０は負荷装置５３での負荷を検出する負荷検出手段、６１は負荷検出手段６０による検出負荷に応じて負荷装置５３の熱媒流量を自動調整する自動弁であり、並列配備の負荷装置５３について、各々に要求される空調機能上、この自動弁６１を装備した負荷装置５３Ａ（例えばエアハンドリングユニット）と、この自動弁６１を装備しない負荷装置５３Ｂ（例えば簡易型ファンコイルユニット）とがあるのに対し、この熱源システムでは、負荷側循環路５１における合流ヘッダとして高温系ヘッダ５６Ａと低温系ヘッダ５６Ｂを設け、自動弁６１を備える負荷装置５３Ａからの送出熱媒ｗについては、高温系熱媒として高温系ヘッダ５６Ａに分別集合させ、他方、自動弁６１を備えない負荷装置５３Ｂからの送出熱媒ｗについては、低温系熱媒として低温系ヘッダ５６Ｂに分別集合させる。
【００５２】
そして、低温系熱媒として低温系ヘッダ５６Ｂに集合させた熱媒ｗは、冷凍機５４への熱媒取り出し部が位置する蓄熱槽５２の高温側端部に戻すのに対し、高温系熱媒として高温系ヘッダ５６Ａに集合させた熱媒ｗは、低温系熱媒の戻し部及び冷凍機５４への熱媒取り出し部が位置する蓄熱槽５２の高温側端部よりも少し低温側寄りの箇所で蓄熱槽５２に戻すようにしてある。
【００５３】
つまり、自動弁６１を備える負荷装置５３Ａからの送出熱媒ｗは負荷に応じた熱媒流量の調整で温度がほぼ一定の高温に保たれ、他方、自動弁６１を備えない負荷装置５３Ｂからの送出熱媒ｗは負荷変動にかかわらず熱媒流量が一定であることから低温になりがちであるに対し、これら負荷装置５３から送出される複数流の熱媒ｗを上記の如く高温系熱媒と低温系熱媒とに分別して循環させることにより、消費運転中に冷凍機５４の補助運転が実施されることにおいて、低温系熱媒については蓄熱槽５２への戻りの後、冷凍機５４への送り熱媒として蓄熱槽５２の高温側から優先的に取り出されて、実質的に高温系熱媒のみが蓄熱槽５２の高温側に戻されるのに近い循環形態になるようにし、これにより、蓄熱槽５２における蓄熱冷熱の有効利用率を高くする。
【００５４】
〔第４実施形態〕
中継熱交換器を用いずに温熱供給を行う蓄熱槽使用の熱源システムとして、図２で（）内に表記する如く、前記した第３実施形態でのシステム構成において、冷凍機５４に代え加熱機を設け、蓄熱槽５２における低温側と高温側とが逆になるようにする。
【００５５】
また、第３実施形態で高温系ヘッダ５６Ａとして使用した合流ヘッダを低温系ヘッダとし、第３実施形態で低温系ヘッダ５６Ｂとして使用した合流ヘッダを高温系ヘッダとする。
【００５６】
すなわち、このシステムでは、蓄熱運転の場合、蓄熱用循環路５７において蓄熱槽５２の低温側から熱媒ｗを取り出し、その熱媒ｗを蓄熱槽５２の高温側に戻す熱媒循環を行いながら、その蓄熱用循環路５７における通過熱媒ｗを加熱機５４により加熱し、これにより、加熱機５４で加熱した高温熱媒ｗを蓄熱槽５２の高温側から低温側へ向けて逐次蓄積する形態で蓄熱槽５２に貯めて、温熱の蓄熱を行う。
【００５７】
一方、蓄熱槽５２に蓄熱した温熱を負荷装置５３で消費する消費運転では、蓄熱槽５２の高温側から高温熱媒ｗを負荷側循環路５１へ順次取り出し、これにより、負荷装置５３に温熱供給する。
【００５８】
また、この消費運転では、負荷装置５３での負荷状況に応じてないしは定常的に加熱機５４を並行運転し、これにより、負荷側循環路５１への熱媒取り出し側である蓄熱槽５２の高温側に加熱機５４による加熱熱媒ｗを付加供給することで、負荷装置５３への温熱供給を補助する。
【００５９】
並列配備の負荷装置５３について、各々に要求される空調機能上、自動弁６１を装備した負荷装置５３Ａ（例えばエアハンドリングユニット）と、自動弁６１を装備しない負荷装置５３Ｂ（例えば簡易型ファンコイルユニット）とがあるのに対し、この熱源システムでは、自動弁６１を備える負荷装置５３Ａからの送出熱媒ｗについては、低温系熱媒として低温系ヘッダ５６Ａに分別集合させ、他方、自動弁６１を備えない負荷装置５３Ｂからの送出熱媒ｗについては、高温系熱媒として高温系ヘッダ５６Ｂに分別集合させる。
【００６０】
そして、高温系熱媒として高温系ヘッダ５６Ｂに集合させた熱媒ｗは、加熱機５４への熱媒取り出し部が位置する蓄熱槽５２の低温側端部に戻すのに対し、低温系熱媒として低温系ヘッダ５６Ａに集合させた熱媒ｗは、高温系熱媒の戻し部及び加熱機５４への熱媒取り出し部が位置する蓄熱槽５２の低温側端部よりも少し高温側寄りの箇所で蓄熱槽５２に戻すようにしてある。
【００６１】
つまり、自動弁６１を備える負荷装置５３Ａからの送出熱媒ｗは負荷に応じた熱媒流量の調整で温度がほぼ一定の低温に保たれ、他方、自動弁６１を備えない負荷装置５３Ｂからの送出熱媒ｗは負荷変動にかかわらず熱媒流量が一定であることから高温になりがちであるに対し、これら負荷装置５３から送出される複数流の熱媒ｗを上記の如く低温系熱媒と高温系熱媒とに分別して循環させることにより、消費運転中に加熱機５４の補助運転が実施されることにおいて、高温系熱媒については蓄熱槽５２への戻りの後、加熱機５４への送り熱媒として蓄熱槽５２の低温側から優先的に取り出されて、実質的に低温系熱媒のみが蓄熱槽５２の低温側に戻されるのに近い循環形態になるようにし、これにより、蓄熱槽５２における蓄熱温熱の有効利用率を高くする。
【００６２】
〔その他の実施形態〕
前記の第３又は第４実施形態で示したシステム構成において、負荷装置５３と並列的にバイパス路を設ける場合、冷熱供給のシステムでは、このバイパス路からの送出熱媒を低温系熱媒として分別し、また、温熱供給のシステムでは、このバイパス路からの送出熱媒を高温系熱媒として分別する。
【００６３】
前記の各実施形態では負荷装置やバイパス路から送出される複数流の熱媒を高温系熱媒と低温系熱媒とに固定的に分別する例を示したが、各負荷装置から送出される熱媒の温度検出に基づき、各負荷装置から送出される熱媒の高温系熱媒と低温系熱媒とへの分別を自動的に切り換えるようにしてもよい。
【００６４】
冷熱の消費目的や温熱の消費目的は冷房や暖房などの空調に限定されるものではなく、物品の冷却や加熱などであってもよい。
【００６５】
熱媒としては水やブラインなど、種々のものを採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１及び第２実施形態を示すシステム構成図
【図２】第３及び第４実施形態を示すシステム構成図
【図３】従来例を示すシステム構成図
【図４】他の従来例を示すシステム構成図
【符号の説明】
１一次側循環路
２蓄熱槽
３二次側循環路
４負荷装置
５バイパス路
６中継熱交換器
ｗ１熱媒
ｗ２熱媒
５１負荷側循環路
５２蓄熱槽
５３負荷装置
５４冷凍機，加熱機
ｗ熱媒

Claims

熱媒を蓄熱槽の低温側から取り出してその蓄熱槽の高温側に戻す一次側循環路を設け、
熱媒の保有冷熱を消費する負荷装置又はバイパス路を並列的に備える二次側循環路を設け、
前記一次側循環路の循環熱媒と前記二次側循環路の循環熱媒とを熱交換させる中継熱交換器を設ける蓄熱槽使用の熱源システムであって、
前記二次側循環路において前記負荷装置又は前記バイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒を高温系熱媒と低温系熱媒とに分別し、これら分別熱媒のうち、高温系熱媒は前記中継熱交換器に戻して前記一次側循環路の循環熱媒と熱交換させ、他方の低温系熱媒は前記中継熱交換器を迂回させて前記中継熱交換器からの送出熱媒に合流させる構成にしてある蓄熱槽使用の熱源システム。
熱媒を蓄熱槽の高温側から取り出してその蓄熱槽の低温側に戻す一次側循環路を設け、
熱媒の保有温熱を消費する負荷装置又はバイパス路を並列的に備える二次側循環路を設け、
前記一次側循環路の循環熱媒と前記二次側循環路の循環熱媒とを熱交換させる中継熱交換器を設ける蓄熱槽使用の熱源システムであって、
前記二次側循環路において前記負荷装置又は前記バイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒を低温系熱媒と高温系熱媒とに分別し、これら分別熱媒のうち、低温系熱媒は前記中継熱交換器に戻して前記一次側循環路の循環熱媒と熱交換させ、他方の高温系熱媒は前記中継熱交換器を迂回させて前記中継熱交換器からの送出熱媒に合流させる構成にしてある蓄熱槽使用の熱源システム。
熱媒を蓄熱槽の低温側から取り出してその蓄熱槽の高温側に戻す負荷側循環路に、熱媒の保有冷熱を消費する負荷装置又はバイパス路を並列的に設け、
前記蓄熱槽の高温側から取り出した熱媒を冷却して前記蓄熱槽の低温側に戻す冷凍機を設ける蓄熱槽使用の熱源システムであって、
前記負荷側循環路において前記負荷装置又は前記バイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒を高温系熱媒と低温系熱媒とに分別し、これら分別熱媒のうち、低温系熱媒は前記冷凍機への熱媒取り出し部の近傍で前記蓄熱槽に戻し、他方の高温系熱媒は前記低温系熱媒の戻し部及び前記冷凍機への熱媒取り出し部よりも低温側寄りの箇所で前記蓄熱槽に戻す構成にしてある蓄熱槽使用の熱源システム。
熱媒を蓄熱槽の高温側から取り出してその蓄熱槽の低温側に戻す負荷側循環路に、熱媒の保有温熱を消費する負荷装置又はバイパス路を並列的に設け、
前記蓄熱槽の低温側から取り出した熱媒を加熱して前記蓄熱槽の高温側に戻す加熱機を設ける蓄熱槽使用の熱源システムであって、
前記負荷側循環路において前記負荷装置又は前記バイパス路から並列的に送出される複数流の熱媒を低温系熱媒と高温系熱媒とに分別し、これら分別熱媒のうち、高温系熱媒は前記加熱機への熱媒取り出し部の近傍で前記蓄熱槽に戻し、他方の低温系熱媒は前記高温系熱媒の戻し部及び前記加熱機への熱媒取り出し部よりも高温側寄りの箇所で前記蓄熱槽に戻す構成にしてある蓄熱槽使用の熱源システム。