一例として示す水熱源ヒートポンプユニット配管システムの概略構成図である図1等の添付の図面を参照し、本発明にかかる水熱源ヒートポンプユニット配管システムの詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図2は、熱源水冷却運転時における通常運転モードと省エネ運転モードとの切り替えのタイミングや熱源水加熱運転時における通常運転モードと省エネ運転モードとの切り替えのタイミングを説明する図であり、図3は、通常運転モードと省エネ運転モードとにおける熱源水ポンプ13の流量と装置抵抗との関係を示す図である。
図1は、建物の内部に設置された水熱源ヒートポンプユニット配管システム10Aのみを示し、建物自体や建物に施設された各空調対象室(各空調スペース)の図示は省略している。なお、図1では4階建ての建物を図示しているが、建物の階層に特に限定はない。また、建物の各階に施設される各空調対象室の戸数についても特に限定はない。空調スペースとして室を例示しているが、空調スペースには室のみならず、建物の内部に作られるホールやフロア、食堂等のあらゆる空調スペースが含まれる。
水熱源ヒートポンプユニット配管システム10Aは、建物の屋上に設置された冷却塔11(熱源水冷却装置)(熱源装置)と、地上(屋上も可)に設置された温水機12(熱源水加熱装置)(熱源装置)と、熱源水を送出する熱源水ポンプ13と、各階の各空調対象室に設置された水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14dと、熱源水を循環させる主管15および枝管16とを備えている。主管15は、熱源水を枝管16に送る送り主管15aと、熱源水を冷却塔11や温水機12に戻す還り主管15bとに区分されている。枝管16は、熱源水を各ユニット14a〜14dに送る送り枝管16aと、熱源水を還り主管15bに戻す還り枝管16bとに区分されている。
水熱源ヒートポンプユニット配管システム10Aでは、図1に示すように、各階毎に設置された水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14dを一纏めにした空調対象グループ18〜21が画成されている。図1の建物では、1階のユニット14aを一纏めにした第1空調対象グループ18(以下、第1グループ)、2階のユニット14bを一纏めにした第2空調対象グループ19(以下、第2グループ)、3階のユニット14cを一纏めにした第3空調対象グループ20(以下、第3グループ)、4階のユニット14dを一纏めにした第4空調対象グループ21(以下、第4グループ)が作られている。なお、図1のシステム10Aでは、建物の各階に区分して各階毎のグループ18〜21が作られているが、各階のそれらユニット14a〜14dを各階毎に区分して各階毎に複数のグループが作られていてもよい。たとえば、1階のユニット14aを所定数一纏めにして1階に2以上のグループが作られていてもよい。
冷却塔11には、密閉式のそれを使用することができる。冷却塔11は、送り主管15aと還り主管15bとに接続され、外気との熱交換によってそこに流入した熱源水を冷却する。冷却塔11には、温度指示調節計22が接続され、散水ポンプ23が設置されている。冷却塔11の近傍に延びる還り主管15bには、切替弁24が設置され、冷却塔11の近傍に延びる送り主管15aには、温度センサ25が設置されている。冷却塔11の近傍には、還り主管15bと戻り主管15aとを接続するバイパス管26が接続されている。バイパス管26には、切替弁27が設置されている。
システム10Aにおける熱源水冷却運転時には、切替弁27の弁機構が閉鎖され、切替弁24の弁機構が開放され、還り主管15bから冷却塔11に熱源水が流入し、冷却塔11において熱源水が冷却され、冷却された熱源水が冷却塔11から送り主管15aに流出する。システム10Aにおける熱源水加熱運転時には、切替弁24の弁機構が閉鎖され、切替弁27の弁機構が開放され、熱源水がバイパス管26を通って、還り主管15bから送り主管15aに流れ、冷却塔11への熱源水の流入が停止する。
温度センサ25は、温度指示調節計22にインターフェイスを介して接続され、送り主管15aに流れる熱源水の温度を測定し、測定した温度を温度指示調節計22に出力する。温度指示調節計22は、MPUとメモリとを有し、温度センサ25から出力された温度を所定の周期でサンプリングしつつ、冷却塔11に流れる熱源水の温度を調節する。たとえば、熱源水冷却運転時において、温度指示調節計22は、温度センサ25から出力された熱源水の温度が設定温度の範囲よりも低くなると、冷却塔11のファンの稼動を停止させ、逆に、熱源水の温度が設定温度の範囲を超えると、冷却塔11のファンを再び稼動させ、冷却塔11を介して熱源水を所定温度まで冷却し、冷却した熱源水を送り主管15aに流入させる。
温水機12は、送り主管15aと還り主管15bとに接続されている。温水機12は、燃焼制御機構を有し、燃料(ガスや油等)の燃焼熱によってそこに流入した熱源水を加熱する。温水機12には、温度指示調節計28が接続されている。温水機12の近傍に延びる還り主管15bには、切替弁29が設置され、温水機12の近傍に延びる送り主管15aには、温度センサ30が設置されている。温水機12の近傍には、還り主管15bと戻り主管15aとを接続するバイパス管31が接続されている。バイパス管31には、切替弁32が設置されている。なお、温水機12に変えて熱交換器等の温熱源を利用することもできる。
システム10Aにおける熱源水加熱運転時には、切替弁32の弁機構が閉鎖され、切替弁29の弁機構が開放され、還り主管15bから温水機12に熱源水が流入し、温水機12において熱源水が加熱され、加熱された熱源水が温水機12から送り主管15aに流出する。システム10Aにおける熱源水冷却運転時には、切替弁29の弁機構が閉鎖され、切替弁32の弁機構が開放され、熱源水がバイパス管31を通って、還り主管15bから送り主管15aに流れ、温水機12への熱源水の流入が停止する。
温度センサ30は、温度指示調節計28にインターフェイスを介して接続され、送り主管15aに流れる熱源水の温度を測定し、測定した温度を温度指示調節計28に出力する。温度指示調節計28は、MPUとメモリとを有し、温度センサ30から出力された温度を所定の周期でサンプリングしつつ、温水機12を発停制御(ON/OFF制御)する。たとえば、熱源水加熱運転時において、温度指示調節計28は、温度センサ30から出力された熱源水の温度が設定温度の範囲よりも高くなると、温水機12を停止し、逆に、熱源水の温度が設定温度の範囲よりも低くなると、温水機12を運転する。運転中の温水機12は、その燃焼制御機構によって熱源水を所定温度まで加熱し、加熱した熱源水を送り管15aに流入させる。
熱源水ポンプ13は、送り主管15aに設置され、冷却塔11によって冷却された熱源水または温水機12によって加熱された熱源水を主管15および枝管16に供給する。熱源水ポンプ13には、インターフェイスを介してインバータ装置68(制御機構)が接続されている。熱源水ポンプ13は、インバータ装置68のインバータ制御によってその出力(熱源水の供給量)が変わる。インバータ装置68は、圧力指示調節計33(制御機構)にインターフェイスを介して接続されている。熱源水ポンプ13の近傍に延びる送り主管15aには、圧力センサ34が設置されている。圧力センサ34は、圧力指示調節計33にインターフェイスを介して接続され、送り主管15aに流れる熱源水の圧力を測定し、測定した圧力を圧力指示調節計33に出力する。
圧力指示調節計33は、MPUとメモリとを有し、圧力センサ34から出力される圧力を所定の周期でサンプリングするとともに、熱源水ポンプ13に接続されたインバータ装置68に制御信号を出力する。圧力指示調節計33のメモリには、システム10Aの通常運転モード時(通常流量)における熱源水ポンプ13の定格出力(設定情報)が格納されている。また、送り主管15aに流れる熱源水の流量と熱源水の圧力との相関関係、送り主管15a内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力との相関関係が格納されている。
水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14dは、第1〜第4グループ18〜21の各空調対象室に設置されている。それらユニット14a〜14dは、枝管16に接続されている。枝管16は、送り主管15aからそれらグループ18〜21毎に分岐してそれらグループ18〜21の各空調対象室に延びている。それらユニット14a〜14dは、枝管16のうちの送り枝管16aに接続された熱源水流入管35と、枝管16のうちの還り枝管16bに接続された熱源水流出管36とを有する。それらユニット14a〜14dは、熱源水流入管35から取り入れた熱源水を利用して冷房運転または暖房運転を行うとともに、送風運転を行う。
第1グループ18の還り枝管16b(還り主管15bの近傍に延びる還り枝管16b)には、そこに流れる熱源水の温度を測定する温度センサ37が設置されている。第1および第2グループ18,19の枝管16の間には、温度指示調節計38(制御機構)が設置されている。第1グループ18(一方のグループ)の還り枝管16bと第2グループ19(他方のグループ)の送り枝管16aとには、熱源水を枝管16bから枝管16aに流入させるバイパス管39が接続されている。
バイパス管39は、還り主管15bとその主管15bの直近に位置するユニット14aとの間に延びる還り枝管16bにつながっているとともに(還り主管16bの近傍に接続)、送り主管15aとその主管15aの直近に位置するユニット14bとの間に延びる送り枝管16aにつながっている(送り主管15aの近傍に接続)。バイパス管39には、切替弁40が設置されている。還り主管15bとバイパス管39との間に延びる第1グループ18の還り枝管16bには、切替弁41が設置されている。送り主管15aとバイパス管39との間に延びる第2グループ19の送り枝管16aには、切替弁42が設置されている。
温度センサ37やそれら切替弁40〜42は、インターフェイスを介して温度指示調節計38に接続されている。温度センサ37は、還り枝管16bに流れる熱源水の温度を測定し、測定した温度を温度指示調節計38に出力する。温度指示調節計38は、MPUとメモリとを有し、温度センサ37から出力された温度を所定の周期でサンプリングするとともに、切替弁40〜42に対してON/OFF制御を実行する。
第3グループ20の還り枝管16b(還り主管15bの近傍に延びる還り枝管16b)には、そこを流れる熱源水の温度を測定する温度センサ43が設置されている。第3および第4グループ20,21の枝管16の間には、温度指示調節計44(制御機構)が設置されている。第3グループ20(一方のグループ)の還り枝管16bと第4グループ21(他方のグループ)の送り枝管16aとには、熱源水を枝管16bから枝管16aに流入させるバイパス管45が接続されている。
バイパス管45は、還り主管15bとその主管15bの直近に位置するユニット14cとの間に延びる還り枝管16bにつながっているとともに(還り主管16bの近傍に接続)、送り主管15aとその主管15aの直近に位置するユニット14dとの間に延びる送り枝管16bにつながっている(送り主管15aの近傍に接続)。バイパス管45には、切替弁46が設置されている。還り主管15bとバイパス管45との間に延びる第3グループ20の還り枝管16bには、切替弁47が設置されている。送り主管15aとバイパス管45との間に延びる第4グループ21の送り枝管16aには、切替弁48が設置されている。
温度センサ43やそれら切替弁46〜48は、インターフェイスを介して温度指示調節計44に接続されている。温度センサ43は、還り枝管16bに流れる熱源水の温度を測定し、測定した温度を温度指示調節計44に出力する。温度指示調節計44は、MPUとメモリとを有し、温度センサ43から出力された温度を所定の周期でサンプリングするとともに、切替弁46〜48に対してON/OFF制御を実行する。
それら水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14dは、図示はしていないが、圧縮機、四方弁、空気側熱交換器、膨張弁、熱源水側熱交換器、給気ファンを備えている。圧縮機は、インバータ制御によってその出力(周波数)を変えることができる。圧縮機には、流入管と流出管とが接続されている。流入管は、熱媒を圧縮機に流入させ、流出管は、熱媒を圧縮機から流出させる。空気側熱交換器は、ユニット14a〜14dを循環する熱媒と外気とを熱交換させるとともに、熱媒と室内空気とを熱交換させる。熱源水側熱交換器は、熱源水と熱媒とを熱交換させる。
それらユニット14a〜14dでは、圧縮機、空気側熱交換器、膨張弁、熱源水側熱交換器を熱媒が循環して冷凍サイクルを形成する。ユニット14a〜14dにおける冷房運転では、空気側熱交換器によって熱媒を蒸発させる冷凍サイクルが行われる。ユニット14a〜14dにおける暖房運転では、空気側熱交換器によって熱媒を凝縮させる冷凍サイクルが行われる。なお、ユニット14a〜14dの送風運転では、圧縮機を停止し、熱媒の循環を停止しつつ、給気ファンによって室内空気と外気との混合気を給気口から室内に給気する(特許文献1参照)。
温度指示調節計38,44のメモリには、熱源水冷却運転時に通常運転モードと省エネ運転モードとのいずれかを行う基準値となる熱源水の第1設定温度が格納され、熱源水加熱運転時における通常運転モードと省エネ運転モードとのいずれかを行う基準値となる熱源水の第2設定温度が格納されている。なお、第1および第2設定温度は自由に変更することができる。
温度指示調節計38,44は、熱源水冷却運転時において、温度センサ37,43から出力された熱源水の測定温度とメモリに格納された第1設定温度とを比較する。温度指示調節計38,44は、測定温度と第1設定温度とを比較した結果、測定温度が第1設定温度よりも高い場合、システム10Aの通常運転モードを行い、測定温度が第1設定温度よりも低い場合、システム10Aの省エネ運転モードを行う。
温度指示調節計38,44は、熱源水加熱運転時において、温度センサ37,43から出力された熱源水の測定温度とメモリに格納された第2設定温度とを比較する。温度指示調節計38,44は、測定温度と第2設定温度とを比較した結果、測定温度が第2設定温度よりも低い場合、システム10Aの通常運転モードを行い、測定温度が第2設定温度よりも高い場合、システム10Aの省エネ運転モードを行う。
システム10Aの通常運転モードでは、熱源水ポンプ13の供給量(出力)が定格流量(定格出力)に保持され、ポンプ13から供給された熱源水が送り主管15aからそれらグループ18〜21の各空調対象室に延びる送り枝管16aに流入するとともに、それらグループ18〜21の各ユニット14a〜14dにおいて熱交換された熱源水がそれらグループ18〜21の各空調対象室に延びる還り枝管16bから還り主管15bに流入する。
システム10Aの省エネ運転モードでは、第1および第3グループ18,20の各ユニット14,14cにおいて熱交換された熱源水がバイパス管39,45を介して第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dに流入し、その熱源水の熱エネルギーが第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dにおいて再び利用される。その結果、主管15a内に流れる熱源水の圧力が上がり、圧力指示調節計33の指示によってインバータ装置68がインバータ制御を行い、熱源水ポンプ13の供給量(出力)が定格流量(定格出力)よりも少ない流量になる。
図1のシステム10Aにおける熱源水冷却運転時の通常運転モードおよび省エネ運転モードを説明すると、以下のとおりである。熱源水冷却運転においてシステム10Aでは、最初に通常運転モードが行われる。熱源水冷却運転では、冷却塔11が稼動し、温水機12が停止しているとともに、それらグループ18〜21の各水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14dが冷房運転や暖房運転、送風運転のいずれかで運転される。熱源水冷却運転時における通常運転モードでは、熱源水が冷却塔11で冷却され、冷却された熱源水が熱源水ポンプ13によって供給され、熱源水が送り主管15aを通って送り枝管16aに進入する。
システム10Aの通常運転モードでは、熱源水がバイパス管39,45に流入しないように、切替弁41,42,47,48が開放され、切替弁40,46が閉鎖される。温度指示調節計38,44は、切替弁41,42,47,48の弁機構を開放し、切替弁40,46の弁機構を閉鎖する。
通常運転モードでは、熱源水ポンプ13の出力(供給量)が定格出力(定格流量)(通常流量)に保持される。送り主管15aを通る熱源水の圧力は、圧力センサ34によって測定され、その測定圧力がセンサ34から圧力指示調節計33に出力される。圧力指示調節計33は、送り主管15aに流れる熱源水の流量と熱源水の圧力との相関関係とに測定圧力を当て嵌め、その測定圧力による熱源水の流量を求め、流量が定格流量であるかを判断する。
具体的には、たとえば、第1〜第4グループ18〜21の各枝管16に流れる熱源水の流量を25L/minとした場合、熱源水ポンプ13の供給量を25L/min×4の100L/minに保持する。100L/minが定格流量である場合、圧力指示調節計33は、その流量を保持する。流量が定格流量ではない場合、圧力指示調節計33は、流量を必要最低限の流量にするため、熱源水ポンプ13の出力をインバータ装置68によって制御し、ポンプ13の出力を変更する。
通常運転モードにおいて熱源水は、送り主管15aからそれらグループ18〜21の送り枝管16aに流入し、送り枝管16aからそれらユニット14a〜14dの熱源水流入管35に流入して各ユニット14a〜14dに進入する。それらユニット14a〜14dにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14a〜14dの熱源水流出管36に流入し、還り枝管16bを通って還り主管15bに流入する。還り主管15bに流入した熱源水は、還り主管15bから冷却塔11に進入し、冷却塔11によって冷却され、再び送り主管15aに流入する。
各ユニット14a〜14dにおいて熱交換された熱源水の温度は、それらユニット14a〜14dに進入する以前の熱源水のそれよりも高い。還り枝管16bに流れる熱源水の温度は、温度センサ37,43によって測定され、その測定温度がセンサ37,43から温度指示調節計38,44に出力される。
温度指示調節計38,44は、熱源水の測定温度と第1設定温度とを比較し、図2に示すように、測定温度が第1設定温度よりも高い場合、システム10Aの通常運転モードを継続する。なお、通常運転モードにおいて、各ユニット14a〜14dから流出して還り主管15bに流入した熱源水は、還り主管15bから冷却塔11に進入し、冷却塔11によって冷却され、再び送り主管15aに流入する。測定温度が第1設定温度よりも低くなると、温度指示調節計38,44は、通常運転モードから省エネ運転モードに切り替える。第1設定温度は、25℃〜32℃の範囲で設定することが好ましい。
システム10Aの省エネ運転モードでは、熱源水がバイパス管39,45を流れるように、切替弁40,46が開放され、切替弁41,42,47,48が閉鎖される。温度指示調節計38,44は、切替弁40,46の弁機構を開放し、切替弁41,42,47,48の弁機構を閉鎖する。
省エネ運転モードにおいて熱源水は、送り主管15aから第1グループ18の送り枝管16aに流入し、送り枝管16aから第1グループ18のそれらユニット14aの熱源水流入管35に流入して各ユニット14aに進入するとともに、送り主管15aから第3グループ20の送り枝管15aに流入し、送り枝管15aから第3グループ20のそれらユニット14cの熱源水流入管35に流入して各ユニット14cに進入する。
第1グループ18のそれらユニット14aにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14aの熱源水流出管36に流入し、還り枝管16bを通ってバイパス管39に流入し、バイパス管39から第2グループ19の送り枝管16aに流入する。さらに、送り枝管16aから第2グループ19のそれらユニット14bの熱源水流入管35に流入して各ユニット14bに進入する。第2グループ19のそれらユニット14bにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14bの熱源水流出管35に流入し、還り枝管16bを通って還り主管15bに流入する。
第3グループ20のそれらユニット14cにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14cの熱源水流出管36に流入し、還り枝管16bを通ってバイパス管45に流入し、バイパス管45から第4グループ21の送り枝管16aに流入する。さらに、送り枝管16aから第4グループ21のそれらユニット14dの熱源水流入管35に流入して各ユニット14dに進入する。第4グループ21のそれらユニット14dにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14dの熱源水流出管35に流入し、還り枝管16bを通って還り主管15bに流入する。
省エネ運転モードでは、第1〜第4グループ18〜21の枝管16に流れる熱源水の流量が減少し、その結果、主管15a内に流れる熱源水の圧力が上がる。送り主管15aを通る熱源水の測定圧力がセンサ34から圧力指示調節計33に出力された後、圧力指示調節計33は、送り主管15a内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力(熱源水供給量)との相関関係に測定圧力を当て嵌め、その測定圧力に対応する熱源水ポンプ13の出力を求め、ポンプ13をインバータ装置68によってインバータ制御してポンプ13の出力を求めた出力(定格出力よりも少ない出力)に変更する。熱源水ポンプ13の熱源水供給量は、定格流量(通常流量)よりも少ない流量に保持される。
具体的には、たとえば、第1〜第4グループ18〜21の枝管16に流れる熱源水の流量を25L/minとした場合、第1グループ18の各空調対象室に延びる枝管16から第2グループ19の各空調対象室に延びる枝管16に熱源水を流入させることで、第1グループ18と第2グループ19と合わせた熱源水の流量が25L/minとなり、第3グループ20の各空調対象室に延びる枝管16から第4グループ21の各空調対象室に延びる枝管16に熱源水を流入させることで、第3グループ20と第4グループ21と合わせた熱源水の流量が25L/minとなる。したがって、通常運転モード時の熱源水の供給量100L/minに対して省エネ運転モード時の熱源水の供給量は、その半分の50L/minになる。圧力指示調節計33は、熱源水ポンプ13の出力をインバータ装置68によって制御し、図3に示すように、ポンプ13の出力を100%からN%に減少させ、ポンプ13の熱源水供給量を100L/minから50L/minに変更し、その供給量を保持する。
温度指示調節計38,44は、熱源水の測定温度と第1設定温度とを比較し、図2に示すように、測定温度が第1設定温度よりも低い場合、システム10Aの省エネ運転モードを継続する。省エネ運転モードにおいて、各ユニット14a〜14dから流出して還り主管15bに流入した熱源水は、還り主管15bから冷却塔11に進入し、冷却塔11によって冷却され、再び送り主管15aに流入する。測定温度が第1設定温度よりも高くなると、温度指示調節計38,44は、省エネ運転モードから通常運転モードに切り替え、上述した通常運転モードを行う。
なお、第1および第2グループにおいて省エネ運転モードを行い、第3および第4グループにおいて通常運転モードを行うこともできる。また、第3および第4グループにおいて省エネ運転モードを行い、第1および第2グループにおいて通常運転モードを行うこともできる。第1および第2グループにおいて省エネ運転モードを行い、第3および第4グループにおいて通常運転モードを行う場合、第1グループ18と第2グループ19と合わせた熱源水の流量が25L/minとなり、通常運転モード時の熱源水の供給量100L/minに対して省エネ運転モード時の熱源水の供給量が75L/minになる。圧力指示調節計33は、熱源水ポンプ13の出力をインバータ装置68によって制御し、ポンプ13の出力を100%からN%に減少させ、ポンプ13の熱源水供給量を100L/minから75L/minに変更し、その供給量を保持する。
水熱源ヒートポンプユニット配管システム10Aは、システム10Aの熱源水冷却運転において、温度センサ37,43から出力された熱源水の温度が第1設定温度よりも低い場合、システム10Aの省エネ運転モードを実行し、省エネ運転モードにおいて、第1および第3グループ18,20の各ユニット14a,14cにおいて熱交換された熱源水をバイパス管39,45を介して第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dに流入させ、その熱源水の熱エネルギーを第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dにおいて再び利用するから、第1および第3グループ18,20において熱交換された熱源水を還り主管15bから冷却塔11に戻すことなく、その熱源水の熱エネルギーを第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dの冷房運転や暖房運転、送風運転に再利用することができる。
次に、図1のシステム10Aにおける熱源水加熱運転時の通常運転モードおよび省エネ運転モードを説明する。熱源水加熱運転においてシステム10Aは、熱源水冷却運転と同様に、最初に通常運転モードを行う。熱源水加熱運転では、温水機12が稼動し、冷却塔11が停止しているとともに、それらグループ18〜21の各水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14dが冷房運転や暖房運転、送風運転のいずれかで運転される。熱源水加熱運転時における通常運転モードでは、熱源水が温水機12で加熱され、加熱された熱源水が熱源水ポンプ13によって供給され、熱源水が送り主管15aを通って送り枝管16aに進入する。
システム10Aの通常運転モードでは、熱源水がバイパス管39,45に流入しないように、切替弁41,42,47,48が開放され、切替弁40,46が閉鎖される。温度指示調節計38,44は、切替弁41,42,47,48の弁機構を開放し、切替弁40,46の弁機構を閉鎖する。通常運転モードでは、熱源水ポンプ13の出力(供給量)が定格出力(定格流量)(通常流量)に保持される。送り主管15aを通る熱源水の測定圧力は、センサ34から圧力指示調節計33に出力される。圧力指示調節計33は、熱源水冷却運転時と同様に、測定圧力による熱源水の流量を求め、流量が定格流量であるかを判断する。流量が定格流量である場合、圧力指示調節計33は、その流量を保持する。流量が定格流量ではない場合、圧力指示調節計33は、流量を必要最低限の流量にするため、熱源水ポンプ13の出力をインバータ装置68によって制御し、ポンプ13の出力を変更する。
通常運転モードにおける熱源水の流通経路は熱源水冷却運転時における通常運転モードのそれと同一であるから、その説明は省略する。各ユニット14a〜14dにおいて熱交換された熱源水の温度は、ユニット14a〜14dに進入する以前の熱源水のそれよりも低い。還り枝管16bに流れる熱源水の温度は、温度センサ37,43によって測定され、その測定温度がセンサ37,43から温度指示調節計38,44に出力される。
温度指示調節計38,44は、熱源水の測定温度と第2設定温度とを比較し、図2に示すように、測定温度が第2設定温度よりも低い場合、システム10Aの通常運転モードを継続する。なお、通常運転モードにおいて、各ユニット14a〜14dから流出して還り主管15bに流入した熱源水は、還り主管15bから温水機12に進入し、温水機12によって加熱され、再び送り主管15aに流入する。測定温度が第2設定温度よりも高くなると、温度指示調節計38,44は、通常運転モードから省エネ運転モードに切り替える。第2設定温度は、35℃〜45℃の範囲で設定することが好ましい。
システム10Aの省エネ運転モードでは、熱源水がバイパス管39,45を流れるように、切替弁40,46が開放され、切替弁41,42,47,48が閉鎖される。温度指示調節計38,44は、切替弁40,46の弁機構を開放し、切替弁41,42,47,48の弁機構を閉鎖する。省エネ運転モードにおける熱源水の流通経路は熱源水冷却運転時における省エネ運転モードのそれと同一であるから、その説明は省略する。
省エネ運転モードにおいて、送り主管15aを通る熱源水の圧力がセンサ34から圧力指示調節計33に出力された後、圧力指示調節計33は、熱源水冷却運転時と同様に、送り主管15a内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力(熱源水供給量)との相関関係に測定圧力を当て嵌め、その測定圧力に対応する熱源水ポンプ13の出力を求め、ポンプ13をインバータ装置68によってインバータ制御してポンプ13の出力を求めた出力(定格出力よりも少ない出力)に変更する。熱源水ポンプ13の熱源水供給量は、定格流量(通常流量)よりも少ない流量に保持される。圧力指示調節計33は、たとえば、通常運転モード時の熱源水の供給量が100L/minである場合、熱源水ポンプ13をインバータ装置68によってインバータ制御してポンプ13の出力を変更し、ポンプ13の熱源水供給量を100L/minから50L/minに変更してその供給量を保持する。
温度指示調節計38,44は、熱源水の測定温度と第2設定温度とを比較し、図2に示すように、測定温度が第2設定温度よりも高い場合、システム10Aの省エネ運転モードを継続する。省エネ運転モードにおいて、各ユニット14a〜14dから流出して還り主管15bに流入した熱源水は、還り主管15bから温水機12に進入し、温水機12によって加熱され、再び送り主管15aに流入する。測定温度が第2設定温度よりも低くなると、温度指示調節計38,44は、省エネ運転モードから通常運転モードに切り替え、上述した通常運転モードを行う。
システム10Aは、システム10Aの熱源水加熱運転において、温度センサ37,43から出力された熱源水の温度が第2設定温度よりも高い場合、システム10Aの省エネ運転モードを実行し、省エネ運転モードにおいて、第1および第3グループ18,20の各ユニット14a,14cにおいて熱交換された熱源水をバイパス管39,45を介して第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dに流入させ、その熱源水の熱エネルギーを第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dにおいて再び利用するから、第1および第3グループ18,20において熱交換された熱源水を還り主管15bから温水機12に戻すことなく、その熱源水の熱エネルギーを第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dの冷房運転や暖房運転、送風運転に再利用することができる。
システム10Aは、省エネ運転モードにおいて、第1および第3グループ18,20の各ユニット14a,14cにおいて熱交換された熱源水を第2および第4グループ19,21の各ユニット14b,14dに流入させるから、通常運転モードにおいてそれらグループ18〜21毎に熱源水を供給する場合と比較し、熱源水の供給量を半分にすることができ、それらグループ18〜21に供給される熱源水の供給量が減少する。その結果、熱源水ポンプ13から供給する熱源水の供給量が定格流量(通常流量)よりも少なくなり、その分、熱源水ポンプ13の出力を減少させることができる。このシステム10Aは、それらグループ18〜21に設置された各水熱源ヒートポンプユニット14a〜14dの機能を維持した状態で熱源水ポンプの動力を低減させることができ、システム10A全体の省エネ化を図ることができる。
図4は、他の一例として示す水熱源ヒートポンプユニット配管システム10Bの概略構成図である。このシステム10Bが図1のそれと異なるところは、バイパス65が送り主管15aと戻り主管15bとに接続されている点、圧力センサ66が末端グループ(第4グループ21)の枝管16に設置されている点にある。このシステム10Bにおける冷却塔11(熱源水冷却装置)(熱源装置)や温水機12(熱源水加熱装置)(熱源装置)、熱源水ポンプ13、水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14d、主管15および枝管16、圧力指示調節計33(制御機構)、温度指示調節計38(制御機構)は図1のシステム10Aのそれらと同一であるから、図1と同一の符号を付すとともに、図1の説明を援用することで、このシステム10Bにおけるそれらの説明は省略する。
なお、圧力指示調節計33のメモリには、システム10Aの通常運転モード時(通常流量)における熱源水ポンプ13の定格出力(設定情報)が格納されている。また、送り主管15a内に流れる熱源水の流量と熱源水の圧力との相関関係、送り主管15a内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力(熱源水供給量)との相関関係が格納されている。さらに、枝管16内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力(熱源水供給量)との相関関係が格納されている。温度指示調節計38のメモリには、熱源水冷却運転時に通常運転モードと省エネ運転モードとのいずれかを行う基準値となる熱源水の第1設定温度が格納され、熱源水加熱運転時における通常運転モードと省エネ運転モードとのいずれかを行う基準値となる熱源水の第2設定温度が格納されている。
図4の建物では、1階の水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14aを一纏めにした第1グループ18、2階のユニット14bを一纏めにした第2グループ19、3階のユニット14cを一纏めにした第3グループ20、4階のユニット14dを一纏めにした第4グループ21が作られている。このシステム10Bでは、第1および第2グループ18,19が一方のグループとなり、第3および第4グループ20,21が他方のグループとなる。
第2グループ19と第3グループ20との間に延びる還り主管15b(一方のグループと他方のグループとの間に延びる還り主管15b)には、そこを流れる熱源水の温度を測定する温度センサ37と温度指示調節計38とが設置されている。第2グループ19と第3グループ20との間に延びる送り主管15aとそれらグループ19,20の間に延びる還り主管15bとには、熱源水を主管15bから主管15aに流入させるバイパス管65が接続されている。
バイパス管65には、切替弁40が設置されている。第2グループ19と第3グループ20との間であってバイパス管65の上流側に延びる送り主管15aには、切替弁41が設置されている。第2グループ19と第3グループ20との間であってバイパス管65の下流側に延びる還り主管15bには、切替弁42が設置されている。温度センサ37やそれら切替弁40〜42は、インターフェイスを介して温度指示調節計38に接続されている。温度センサ37は、還り主管15bに流れる熱源水の温度を測定し、測定した温度を温度指示調節計38に出力する。
圧力センサ66は、第1〜第4グループ19〜21のうちの送り主管15aから供給される熱源水が最後に流れる末端グループである第4グループ21の枝管16であって、ユニット14dのうちの末端に位置するそれの後に設置されている。圧力センサ66は、インターフェイスを介して圧力指示調節計33に接続されている。圧力センサ66は、第4グループ21(末端グループ)の枝管16の末端差圧を計測し、その末端差圧を圧力指示調節計33に出力する。
図4のシステム10Bにおける熱源水冷却運転時の通常運転モードおよび省エネ運転モードを説明すると、以下のとおりである。熱源水冷却運転においてシステム10Bでは、図1のシステム10Aと同様に、最初に通常運転モードが行われる。熱源水冷却運転では、冷却塔11が稼動し、温水機12が停止しているとともに、それらグループ18〜21の各水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14dが冷房運転や暖房運転、送風運転のいずれかで運転される。熱源水冷却運転時における通常運転モードでは、熱源水が冷却塔11で冷却され、冷却された熱源水が熱源水ポンプ13によって供給され、熱源水が送り主管15aを通って送り枝管16aに進入する。
システム10Bの通常運転モードでは、熱源水が還り主管15bから送り主管15aに流入しないように、切替弁41,42が開放され、切替弁40が閉鎖される。温度指示調節計38は、切替弁41,42の弁機構を開放し、切替弁40の弁機構を閉鎖する。
通常運転モードでは、熱源水ポンプ13の出力(供給量)が定格出力(定格流量)(通常流量)に保持される。枝管16を通る熱源水の圧力は、圧力センサ66によって測定され、その測定圧力がセンサ66から圧力指示調節計33に出力される。圧力指示調節計33は、枝管16に流れる熱源水の流量と熱源水の圧力との相関関係とに測定圧力を当て嵌め、その測定圧力による熱源水の流量を求め、流量が定格流量であるかを判断する。たとえば、第1〜第4グループ18〜21の各枝管16に流れる熱源水の流量を25L/minとした場合、コントローラ17は、熱源水ポンプ13の供給量を25L/min×4の100L/min(定格流量)に保持する。流量が定格流量ではない場合、圧力指示調節計33は、流量を必要最低限の流量にするため、熱源水ポンプ13の出力をインバータ装置68によって制御し、ポンプ13の出力を変更する。
このシステム10Bの通常運転モードにおける熱源水の流通経路は、図1のシステム10Aの熱源水冷却運転時における通常運転モードのそれと同一であるから、図1のシステム10Aの説明を援用することで、その説明は省略する。還り主管15bに流れる熱源水の温度が温度センサ37によって測定され、その測定温度がセンサ37から温度指示調節計38に出力された後、温度指示調節計38は、熱源水の測定温度と第1設定温度とを比較し、測定温度が第1設定温度よりも高い場合、システム10Bの通常運転モードを継続する(図2援用)。通常運転モードにおいて、各ユニット14a〜14dから流出して還り主管15bに流入した熱源水は、還り主管15bから冷却塔11に進入し、冷却塔11によって冷却され、再び送り主管15aに流入する。測定温度が第1設定温度よりも低くなると、温度指示調節計38は、通常運転モードから省エネ運転モードに切り替える。
システム10Bの省エネ運転モードでは、熱源水がバイパス管39を流れるように、切替弁40が開放され、切替弁41,42が閉鎖される。温度指示調節計38は、切替弁40の弁機構を開放し、切替弁41,42の弁機構を閉鎖する。
省エネ運転モードにおいて熱源水は、送り主管15aから第1グループ18の送り枝管16aに流入し、送り枝管16aからそれらユニット14aの熱源水流入管35に流入して各ユニット14aに進入するとともに、送り主管15aから第2グループ19の送り枝管15aに流入し、送り枝管15aからそれらユニット14bの熱源水流入管35に流入して各ユニット14bに進入する。
第1グループ18のそれらユニット14aにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14aの熱源水流出管36に流入し、還り枝管16bを通って還り主管15bに流入し、第2グループ19のそれらユニット14bにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14bの熱源水流出管36に流入し、還り枝管16bを通って還り主管15bに流入する。
第1および第2グループの各ユニット14a,14bから流出して還り主管16bに流れる熱源水は、バイパス管39に流入し、バイパス管39から第2グループ19と第3グループ20との間に延びる送り主管15aに流入する。バイパス管39から送り主管15aに流入した熱源水は、送り主管15aから第3グループ20の送り枝管16aに流入し、送り枝管16aからそれらユニット14cの熱源水流入管35に流入して各ユニット14cに進入するとともに、送り主管15aから第4グループ21の送り枝管15aに流入し、送り枝管15aからそれらユニット14dの熱源水流入管35に流入して各ユニット14dに進入する。
第3グループ20のそれらユニット14cにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14cの熱源水流出管36に流入し、還り枝管16bを通って還り主管15bに流入し、第4グループ21のそれらユニット14dにおいて熱交換された熱源水は、ユニット14dの熱源水流出管36に流入し、還り枝管16bを通って還り主管15bに流入する。
省エネ運転モードでは、第1〜第4グループ18〜21の枝管16に流れる熱源水の流量が減少し、その結果、枝管16内に流れる熱源水の圧力が上がる。枝管16を通る熱源水の測定圧力が圧力センサ66から圧力指示調節計33に出力された後、圧力指示調節計33は、枝管16内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力(熱源水供給量)との相関関係に測定圧力を当て嵌め、その測定圧力に対応する熱源水ポンプ13の出力を求め、ポンプ13をインバータ装置68によってインバータ制御してポンプ13の出力を求めた出力(定格出力よりも少ない出力)に変更する。熱源水ポンプ13の熱源水供給量は、定格流量(通常流量)よりも少ない流量に保持される。
たとえば、第1〜第4グループ18〜21の枝管16に流れる熱源水の流量を25L/minとした場合、第1および第2グループ18,19の各空調対象室に延びる枝管16から第3および第4グループ20,21の各空調対象室に延びる枝管16に熱源水を流入させることで、第1および第2グループ18,19と第3および第4グループ20,21と合わせた熱源水の流量が50L/minとなる。したがって、通常運転モード時の熱源水の供給量100L/minに対して省エネ運転モード時の熱源水の供給量は、その半分の50L/minになる。圧力指示調節計33は、熱源水ポンプ13の出力をインバータ装置68によって制御し、ポンプ13の出力を100%からN%に減少させ、ポンプ13の熱源水供給量を100L/minから50L/minに変更し、その供給量を保持する(図3援用)。
温度指示調節計38は、熱源水の測定温度と第1設定温度とを比較し、測定温度が第1設定温度よりも低い場合、システム10Aの省エネ運転モードを継続する(図2援用)。省エネ運転モードにおいて、各ユニット14a〜14dから流出して還り主管15bに流入した熱源水は、還り主管15bから冷却塔11に進入し、冷却塔11によって冷却され、再び送り主管15aに流入する。測定温度が第1設定温度よりも高くなると、温度指示調節計38は、省エネ運転モードから通常運転モードに切り替え、上述した通常運転モードを行う。
次に、図4のシステム10Bにおける熱源水加熱運転時の通常運転モードおよび省エネ運転モードを説明する。熱源水加熱運転においてシステム10Bは、熱源水冷却運転と同様に、最初に通常運転モードを行う。熱源水加熱運転では、温水機12が稼動し、冷却塔11が停止しているとともに、それらグループ18〜21の各水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14dが冷房運転や暖房運転、送風運転のいずれかで運転される。熱源水加熱運転時における通常運転モードでは、熱源水がボイラ12で加熱され、加熱された熱源水が熱源水ポンプ13によって供給され、熱源水が送り主管15aを通って送り枝管16aに進入する。
システム10Bの通常運転モードでは、熱源水がバイパス管39に流入しないように、切替弁41,42が開放され、切替弁40が閉鎖される。温度指示調節計38は、切替弁41,42の弁機構を開放し、切替弁40の弁機構を閉鎖する。通常運転モードでは、熱源水ポンプ13の出力(供給量)が定格流量に保持される。送り主管15aを通る熱源水の測定圧力は、センサ34から圧力指示調節計33に出力される。圧力指示調節計33は、熱源水冷却運転時と同様に、測定圧力による熱源水の流量を求め、流量が定格流量であるかを判断する。流量が定格流量である場合、圧力指示調節計33は、その流量を保持する。
このシステム10Bの通常運転モードにおける熱源水の流通経路は、熱源水冷却運転時における通常運転モードのそれと同一であるから、その説明は省略する。各ユニット14a〜14dにおいて熱交換された熱源水の温度は、ユニット14a〜14dに進入する以前の熱源水のそれよりも低い。還り枝管16bに流れる熱源水の温度は、温度センサ37によって測定され、その測定温度がセンサ37から温度指示調節計38に出力される。
温度指示調節計38は、熱源水の測定温度と第2設定温度とを比較し、測定温度が第2設定温度よりも低い場合、システム10Bの通常運転モードを継続する(図2援用)。通常運転モードにおいて、各ユニット14a〜14dから流出して還り主管15bに流入した熱源水は、還り主管15bから温水機12に進入し、温水機12によって加熱され、再び送り主管15aに流入する。測定温度が第2設定温度よりも高くなると、温度指示調節計38は、通常運転モードから省エネ運転モードに切り替える。
システム10Aの省エネ運転モードでは、熱源水がバイパス管39を流れるように、切替弁40が開放され、切替弁41,42が閉鎖される。温度指示調節計38は、切替弁40の弁機構を開放し、切替弁41,42の弁機構を閉鎖する。このシステム10Bの省エネ運転モードにおける熱源水の流通経路は、熱源水冷却運転時における省エネ運転モードのそれと同一であるから、その説明は省略する。
省エネ運転モードにおいて、枝管16を通る熱源水の測定圧力がセンサ66から圧力指示調節計33に出力された後、圧力指示調節計33は、熱源水冷却運転時と同様に、枝管16内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力(熱源水供給量)との相関関係に測定圧力を当て嵌め、その測定圧力に対応する熱源水ポンプ13の出力を求め、ポンプ13をインバータ装置68によってインバータ制御してポンプ13の出力を求めた出力(定格出力よりも少ない出力)に変更する。熱源水ポンプ13の熱源水供給量は、定格流量(通常流量)よりも少ない流量に保持される。圧力指示調節計33は、たとえば、通常運転モード時の熱源水の供給量が100L/minである場合、熱源水ポンプ13をインバータ装置68によってインバータ制御してポンプ13の出力を変更し、ポンプ13の熱源水供給量を100L/minから50L/minに変更してその供給量を保持する。
温度指示調節計38は、熱源水の測定温度と第2設定温度とを比較し、測定温度が第2設定温度よりも高い場合、システム10Bの省エネ運転モードを継続する(図2援用)。測定温度が第2設定温度よりも低くなると、温度指示調節計38は、省エネ運転モードから通常運転モードに切り替え、上述した通常運転モードを行う。
水熱源ヒートポンプユニット配管システム10Bは、システム10Bの熱源水冷却運転において、温度センサ37から出力された熱源水の温度が第1設定温度よりも低い場合、システム10Bの省エネ運転モードを実行し、省エネ運転モードにおいて、第1および第2グループ18,19の各ユニット14a,14bにおいて熱交換された熱源水をバイパス管39を介して第3および第4グループ20,21の各ユニット14c,14dに流入させ、その熱源水の熱エネルギーを第3および第4グループ20,21の各ユニット14c,14dにおいて再び利用するから、第1および第2グループ18,19において熱交換された熱源水を還り主管15bから冷却塔11に戻すことなく、その熱源水の熱エネルギーを第3および第4グループ20,21の各ユニット14c,14dの冷房運転や暖房運転、送風運転に再利用することができる。
システム10Bは、システム10Bの熱源水加熱運転において、温度センサ37から出力された熱源水の温度が第2設定温度よりも高い場合、システム10Bの省エネ運転モードを実行し、省エネ運転モードにおいて、第1および第2グループ18,19の各ユニット14a,14bにおいて熱交換された熱源水をバイパス管39を介して第3および第4グループ20,21の各ユニット14c,14dに流入させ、その熱源水の熱エネルギーを第3および第4グループ20,21の各ユニット14c,14dにおいて再び利用するから、第1および第2グループ18,19において熱交換された熱源水を還り主管15bから温水機12に戻すことなく、その熱源水の熱エネルギーを第3および第4グループ20,21の各ユニット14c,14dの冷房運転や暖房運転、送風運転に再利用することができる。
システム10Bは、省エネ運転モードにおいて、第1および第2グループ18,19の各ユニット14a,14bにおいて熱交換された熱源水を第3および第4グループ20,21の各ユニット14c,14dに流入させるから、通常運転モードにおいてそれらグループ18〜21毎に熱源水を供給する場合と比較し、熱源水の供給量を半分にすることができ、それらグループ18〜21に供給される熱源水の供給量が減少する。その結果、熱源水ポンプ13から供給する熱源水の供給量が定格流量(通常流量)よりも少なくなり、その分、熱源水ポンプ13の出力を減少させることができる。このシステム10Bは、それらグループ18〜21に設置された各水熱源ヒートポンプユニット14a〜14dの機能を維持した状態で熱源水ポンプの動力を低減させることができ、システム10B全体の省エネ化を図ることができる。
システム10Bは、熱源水が最後に流れる末端グループである第4グループ21の枝管16に圧力センサ66が設置され、その圧力センサ66が第4グループ21の枝管16の末端差圧を圧力指示調節計33に出力するから、その圧力センサ66が末端差圧を検出することで、すべてのグループ18〜21の枝管16に熱源水が確実に流れていることを判断することができる。
図5は、他の一例として示す水熱源ヒートポンプユニット配管システム10Cの概略構成図である。図5では、第1および第2グループ18,19のみを示し、第3および第4グループ20,21や冷却塔11、温水機12、熱源水ポンプ13の図示を省略している。図5のシステム10Cが図1のそれと異なるところは、第1グループ18(一方のグループ)に設置された水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14aが4台であるのに対して第2グループ19(他方のグループ)に設置されたユニット14bが3台である点、流量補償弁67(流量補償機構)が設置されている点、第2グループ19の還り枝管16b(還り主管15bの近傍に延びる還り枝管16b)に温度センサ37が設置されている点にある。
このシステム10Cにおける冷却塔11(熱源水冷却装置)(熱源装置)や温水機12(熱源水加熱装置)(熱源装置)、熱源水ポンプ13、水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14d、主管15および枝管16、圧力指示調節計33(制御機構)、温度指示調節計38,44(制御機構)は図1のシステム10Aのそれらと同一である。また、熱源水冷却運転時における通常運転モードや省エネ運転モード、熱源水加熱運転時における通常運転モードや省エネ運転モードは図1のシステム10Aのそれらと同一であり、通常運転モード時の熱源水の流通経路や省エネ運転モード時の熱源水の流通経路は図1のシステム10Aのそれらと同一である。
このシステム10Cでは、第2グループ19の枝管の末端(ユニット14dのうちの末端に位置するそれの後)に流量補償弁67が設置されている。流量補償弁67は、インターフェイスを介して温度指示調節計38に接続されている。流量補償弁67は、第1グループ18の送り枝管15aおよび還り枝管15bに流れる熱源水の流量と第2グループ19の送り枝管15aおよび還り枝管15bに流れる熱源水の流量とを同一にするために設置される。
たとえば、第1グループ18の枝管16に流れる熱源水の流量が1ユニット5L/minとして4×5L/minで20L/minであるのに対し、第2グループ19のユニット14bが3台の場合、第2グループ19の枝管16に流れる熱源水の流量は3×5L/minで15L/minとなる。それらグループ18,19の枝管16に流れる熱源水の流量が異なると、第1グループ18の各ユニット14aにおいて熱交換された熱源水をバイパス管39を介して第2グループ19の各ユニット14bに流入させたときに、第1グループ18の枝管16に流れる熱源水の流量が第2グループ19の影響を受けて各ユニット14aの必要水量である20L/minを確保することができず、各ユニット14aにおいて過少流量となり、各ユニット14aが高圧カット等のトラブルを発生する。そこで、流量補償弁67を設置し、流量補償弁67に5L/minの熱源水を流すことで、第1グループ18の送り枝管15aおよび還り枝管15bに流れる熱源水の流量と第2グループ19の送り枝管15aおよび還り枝管15bに流れる熱源水の流量とを同一にし、各ユニット14aの過少流量によるトラブルを防いでいる。
このシステム10Cは、図1のそれが有する効果に加え、以下の効果を有する。システム10Cは、流量補償弁67によって第1および第2グループ18,19の枝管16に流れる熱源水の流量が同一になるから、第1グループ18の各ユニット14aにおいて熱交換された熱源水をバイパス管39を介して第2グループ19の各ユニット14bに流入させたときに、熱源水の供給量を最大で半分にすることができ、それらグループ18,19に供給される熱源水の供給量や熱源水を供給する熱源水ポンプ13の出力を確実に減少させることができる。
図6は、他の一例として示す水熱源ヒートポンプユニット配管システム10Dの概略構成図である。このシステム10Dが図1のそれと異なるところは、圧力指示調節計33や温度指示調節計38,44が設置されておらず、それら調節計33,38,44に替わってコントローラ17(制御機構)が設置されている点にある。このシステム10Dにおける冷却塔11(熱源水冷却装置)(熱源装置)や温水機12(熱源水加熱装置)(熱源装置)、熱源水ポンプ13、水熱源マルチ型ヒートポンプユニット14a〜14d、主管15および枝管16は図1のシステム10Aのそれらと同一であるから、図1と同一の符号を付すとともに、図1の説明を援用することで、このシステム10Dにおけるそれらの説明は省略する。
コントローラ17は、中央処理部(CPUまたはMPU)と記憶部とを有するコンピュータである。コントローラ17には、キーボード、テンキーユニット、ディスプレイ、プリンタ等の入出力装置(図示せず)がインターフェイスを介して接続され、熱源水ポンプ13、温度センサ37,43、切替弁40〜42,46〜48がインターフェイスを介して接続されている。コントローラ17は、圧力センサ34から出力される圧力を所定の周期でサンプリングするとともに、温度センサ37,43から出力される温度を所定の周期でサンプリングし、切替弁40〜42,46〜48に対してON/OFF制御を実行しつつ、熱源水ポンプ13に接続されたインバータ装置68に制御信号を出力する。
コントローラ17の記憶部には、熱源水冷却運転時に通常運転モードと省エネ運転モードとのいずれかを行う基準値となる熱源水の第1設定温度が格納され、熱源水加熱運転時における通常運転モードと省エネ運転モードとのいずれかを行う基準値となる熱源水の第2設定温度が格納されている。コントローラ17の記憶部には、システム10Dの通常運転モード時(通常流量)における熱源水ポンプ13の定格出力(設定情報)が格納されている。また、送り主管15aに流れる熱源水の流量と熱源水の圧力との相関関係、送り主管15a内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力(熱源水供給量)との相関関係が格納されている。第1および第2設定温度は入力装置によって自由に変更することができる。
コントローラ17の中央処理部は、システム10Dの熱源水冷却運転時において、温度センサ37,43から出力された熱源水の測定温度と記憶部に格納された第1設定温度とを比較する。コントローラ17の中央処理部は、測定温度と第1設定温度とを比較した結果、測定温度が第1設定温度よりも高い場合、システム10Aの通常運転モードを行い、測定温度が第1設定温度よりも低い場合、システム10Aの省エネ運転モードを行う。
コントローラ17の中央処理部は、システム10Dの熱源水加熱運転時において、温度センサ37,43から出力された熱源水の測定温度と記憶部に格納された第2設定温度とを比較する。コントローラ17の中央処理部は、測定温度と第2設定温度とを比較した結果、測定温度が第2設定温度よりも低い場合、システム10Aの通常運転モードを行い、測定温度が第2設定温度よりも高い場合、システム10Aの省エネ運転モードを行う。システム10Dの通常運転モードにおける熱源水の流通経路や省エネ運転モードにおける熱源水の流通経路は、図1のシステム10Aのそれらと同一であるから、その説明は省略する。
システム10Dの通常運転モードにおいて、コントローラ17は、切替弁41,42,47,48の弁機構を開放し、切替弁40,46の弁機構を閉鎖するとともに、熱源水ポンプ13の供給量(出力)を定格流量(定格出力)に保持する。送り主管15aを通る熱源水の圧力は、圧力センサ34によって測定され、その測定圧力がセンサ34からコントローラ17に出力される。コントローラ17は、送り主管15aに流れる熱源水の流量と熱源水の圧力との相関関係とに測定圧力を当て嵌め、その測定圧力による熱源水の流量を求め、流量が定格流量であるかを判断する。流量が定格流量ではない場合、コントローラ17は、流量を必要最低限の流量にするため、熱源水ポンプ13の出力をインバータ装置68によって制御し、ポンプ13の出力を変更する。
システム10Dの省エネ運転モードにおいて、コントローラ17は、切替弁40,46の弁機構を開放し、切替弁41,42,47,48の弁機構を閉鎖する。省エネ運転モードでは、第1〜第4グループ18〜21の枝管16に流れる熱源水の流量が減少し、その結果、主管15a内に流れる熱源水の圧力が上がる。送り主管15aを通る熱源水の測定圧力がセンサ34からコントローラ17に出力された後、コントローラ17は、送り主管15a内に流れる熱源水の圧力と熱源水ポンプ13の出力(熱源水供給量)との相関関係に測定圧力を当て嵌め、その測定圧力に対応する熱源水ポンプ13の出力を求め、ポンプ13をインバータ装置68によってインバータ制御してポンプ13の出力を求めた出力(定格出力よりも少ない出力)に変更する。熱源水ポンプ13の熱源水供給量は、定格流量(通常流量)よりも少ない流量に保持される。
このシステム10Dは、図1のそれが有する効果に加え、以下の効果を有する。システム10Dは、圧力指示調節計33や温度指示調節計38,44に替わってコントローラ17が設置されており、1台のコントローラ17によって、システム10Dにおける通常運転モードと省エネ運転モードとを行うことができ、配管経路に圧力指示調節計33や温度指示調節計38,44を設置する手間を省くことができるのみならず、圧力指示調節計33や温度指示調節計38,44をコントローラ17に替えることによるコストダウンを図ることができる。
図1や図6のシステム10A,10Dでは、圧力センサ34に替えて、熱源水が最後に流れる末端グループである第4グループ21の枝管16に圧力センサ66が設置されていてもよく、図4のシステム10Bでは、圧力センサ66に替えて、圧力センサ34が熱源水ポンプ13の近傍に延びる送り主管15aに設置されていてもよい。また、図示はしていないが、図1や図4、図5、図6のシステム10A〜10Dでは、熱源水ポンプ13の出力制御(熱源水供給量制御)を流量と送水圧との推定末端圧制御(カスケード制御)にすることもできる。