JP6668070B2 - 熱利用システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の熱利用部を備えた熱利用システムに関する。

上記熱利用システムは、熱源部からの熱源水を複数の熱利用部の夫々に供給して、複数の熱利用部の夫々にて、熱源水が有する熱を利用して暖房運転や冷房運転等の空調運転を行っている（特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のシステムでは、複数の熱利用部の夫々に高温の熱源水を供給自在な高温系統と、複数の熱利用部の夫々に低温の熱源水を供給自在な低温系統とが備えられている。熱利用部が暖房運転する場合に、高温系統の熱源水を取り込んでその熱源水を温熱源として利用して暖房し、利用後の熱源水を低温系統に供給している。また、熱利用部が冷房運転する場合に、低温系統の熱源水を取り込んでその熱源水を冷熱源として利用して冷房し、利用後の熱源水を高温系統に供給している。

これにより、例えば、暖房運転する熱利用部と冷房運転する熱利用部とが混在する場合には、暖房運転する熱利用部にて利用後の熱源水が、冷房運転する熱利用部にて利用され、冷房運転する熱利用部にて利用後の熱源水が、暖房運転する熱利用部にて利用される。よって、一度、熱利用部にて利用された熱源水を、別の熱利用部にて利用しながら、複数の熱利用部での空調運転を行うことができ、省エネルギー化を図ることができる。

特開２００７−３１５６２１号公報

上記特許文献１に記載のシステムでは、高温系統と低温系統とを繋ぐバイパス配管を備え、高温系統と低温系統との間でバイパス配管を通して熱源水が流通可能となっている。

複数の熱利用部において冷房負荷よりも暖房負荷が大きい場合には、高温系統の熱源水が多く利用されるので、低温系統からバイパス配管を通して高温系統に熱源水が流通する。そして、バイパス配管における熱源水の温度が低下して低下側所定温度に達すると、暖房負荷を賄うために、熱源部にて低温系統側の熱源水を加熱して高温系統側に供給する加熱作動を行う。

逆に、複数の熱利用部において暖房負荷よりも冷房負荷が大きい場合には、低温系統の熱源水が多く利用されるので、高温系統からバイパス配管を通して低温系統に熱源水が流通する。そして、バイパス配管における熱源水の温度が上昇して上昇側所定温度に達すると、冷房負荷を賄うために、熱源部にて高温系統側の熱源水を冷却して低温系統側に供給する冷却作動を行う。

しかしながら、上記特許文献１に記載のシステムでは、バイパス配管を通して熱源水が流通することで、高温系統の熱源水と低温系統の熱源水とが混合する。この混合によって、高温系統の熱源水は温度低下してしまい、逆に、低温系統の熱源水は温度上昇してしまい、エネルギーロスを生じる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、高温系統と低温系統との間での熱源水の混合を抑制して、エネルギーロスを低減し、更なる省エネルギー化を図ることができる熱利用システムを提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、複数の熱利用部を備えた熱利用システムにおいて、
前記複数の熱利用部の夫々に高温の熱源水を供給自在な高温系統と、前記複数の熱利用部の夫々に低温の熱源水を供給自在な低温系統と、前記高温系統側の熱源水を冷却して前記低温系統側に供給する冷却作動、及び、前記低温系統側の熱源水を加熱して前記高温系統側に供給する加熱作動を実行可能な熱源部と、前記高温系統に接続されて、前記高温系統の熱源水を貯留する高温側貯留部と、前記低温系統に接続されて、前記低温系統の熱源水を貯留する低温側貯留部とを備え、前記複数の熱利用部の夫々は、前記高温系統の熱源水を取り込んで利用して、利用後の熱源水を前記低温系統に供給する高温利用状態と、前記低温系統の熱源水を取り込んで利用して、利用後の熱源水を前記高温系統に供給する低温利用状態とに切換自在に構成され、前記高温利用状態の熱利用部で要求している熱源水の量に対して前記高温系統が保有する熱源水の量が不足する場合に、前記高温側貯留部に貯留されている熱源水が前記高温系統に補給されながら高温利用状態の熱利用部に供給され、前記低温利用状態の熱利用部で要求している熱源水の量に対して前記低温系統が保有する熱源水の量が不足する場合に、前記低温側貯留部に貯留されている熱源水が前記低温系統に補給されながら低温利用状態の熱利用部に供給され、前記高温側貯留部における貯留水の変化状態、及び、前記低温側貯留部における貯留水の変化状態の少なくとも一方側の変化状態に基づいて、前記熱源部の作動状態を制御する制御部が備えられている点にある。

本構成によれば、高温利用状態の熱利用部と低温利用状態の熱利用部とが混在する場合には、高温利用状態の熱利用部にて利用された利用後の熱源水を、低温利用状態の熱利用部にて利用することができるとともに、低温利用状態の熱利用部にて利用された利用後の熱源水を、高温利用状態の熱利用部にて利用することができる。よって、熱源部にて熱源水に加熱又は冷却を加えなくても、高温利用状態の熱利用部と低温利用状態の熱利用部との両方で熱源水を利用することができ、省エネルギー化を図ることができる。

高温利用状態の熱利用部では、高温系統からの熱源水の供給により熱利用が行われる。そして、例えば、高温利用状態の熱利用部が多くなると、高温利用状態の熱利用部で要求している熱源水の量に対して高温系統が保有する熱源水の量が不足するので、高温側貯留部に貯留されている熱源水が高温系統に補給されながら高温利用状態の熱利用部に供給される。これにより、高温利用状態の熱利用部には、低温系統の熱源水とは分離させた状態で、高温系統及び高温側貯留部の熱源水が供給される。また、低温利用状態の熱利用部においても、高温利用状態の熱利用部と同様に、高温系統の熱源水とは分離させた状態で、低温系統及び低温側貯留部の熱源水が供給される。よって、高温系統の熱源水と低温系統の熱源水とが混合することなく、複数の熱利用部に熱源水を供給できるので、混合によるエネルギーロスが無く、更なる省エネルギー化を図ることができる。

上述の如く、高温利用状態の熱利用部が多くなると、高温側貯留部に貯留されている熱源水が高温系統に補給されながら熱利用部に供給される。このとき、利用後の熱源水は、高温利用状態の熱利用部から低温系統に供給され、低温系統にて保有する熱源水の量が余剰となると、余剰の熱源水が低温側貯留部に貯留される。その結果、高温側貯留部における貯留水の量が減少し、低温側貯留部における貯留水の量が増加する。また、低温利用状態の熱利用部が多くなると、高温利用状態の熱利用部とは逆に、低温側貯留部における貯留水の量が減少し、高温側貯留部における貯留水の量が増加する。

このように、複数の熱利用部において高温利用状態が多いのか又は低温利用状態が多いのか等、複数の熱利用部における熱の利用状況が、高温側貯留部における貯留水、及び、低温側貯留部における貯留水の少なくとも一方側の貯留量の変化として現出される。そこで、制御部は、このような貯留水の変化状態に基づいて、熱源部の作動状態を制御する。これにより、貯留水の変化状態を捉えるという簡易な構成により、複数の熱利用部における熱の利用状況を的確に把握できるとともに、その熱の利用状況に応じた熱源部の制御を適切に行える。

本発明の第２特徴構成は、複数の熱利用部を備えた熱利用システムにおいて、
前記複数の熱利用部の夫々に高温の熱源水を供給自在な高温系統と、前記複数の熱利用部の夫々に低温の熱源水を供給自在な低温系統と、前記高温系統側の熱源水を冷却して前記低温系統側に供給する冷却作動、及び、前記低温系統側の熱源水を加熱して前記高温系統側に供給する加熱作動を実行可能な熱源部と、前記高温系統に接続されて、前記高温系統の熱源水を貯留する高温側貯留部と、前記低温系統に接続されて、前記低温系統の熱源水を貯留する低温側貯留部とを備え、前記複数の熱利用部の夫々は、前記高温系統の熱源水を利用して、利用後の熱源水を前記低温系統に供給する高温利用状態と、前記低温系統の熱源水を利用して、利用後の熱源水を前記高温系統に供給する低温利用状態とに切換自在に構成され、前記複数の熱利用部の夫々には、前記高温利用状態において、前記低温系統に供給する利用後の熱源水を低温用設定温度に調整し、且つ、前記低温利用状態において、前記高温系統に供給する利用後の熱源水を高温用設定温度に調整する温度調整部が備えられている点にある。

本構成によれば、高温利用状態の熱利用部では、温度調整部が、熱利用された利用後の熱源水を低温用設定温度に調整して低温系統に供給するので、低温系統の熱源水を低温用設定温度に調整できる。よって、低温利用状態の熱利用部には、低温用設定温度の熱源水を低温系統から安定して供給でき、熱の利用を適切に行える。また、低温利用状態の熱利用部では、温度調整部が、熱利用された利用後の熱源水を高温用設定温度に調整して高温系統に供給するので、高温系統の熱源水を高温用設定温度に調整でき、高温利用状態の熱利用部における熱の利用も適切に行える。しかも、高温系統では、高温用設定温度の熱源水に対して、温度調整部にて高温用設定温度に調整された熱源水が供給されるので、混合による温度変化が生じず、エネルギーロスを低減できる。また、低温系統でも、高温系統と同様に、エネルギーロスを低減できることから、両系統において省エネルギー化を図ることができる。

本発明の第３特徴構成は、複数の熱利用部を備えた熱利用システムにおいて、
前記複数の熱利用部の夫々に高温の熱源水を供給自在な高温系統と、前記複数の熱利用部の夫々に低温の熱源水を供給自在な低温系統と、前記高温系統側の熱源水を冷却して前記低温系統側に供給する冷却作動、及び、前記低温系統側の熱源水を加熱して前記高温系統側に供給する加熱作動を実行可能な熱源部と、前記高温系統に接続されて、前記高温系統の熱源水を貯留する高温側貯留部と、前記低温系統に接続されて、前記低温系統の熱源水を貯留する低温側貯留部とを備え、前記複数の熱利用部の夫々は、前記高温系統の熱源水を利用して、利用後の熱源水を前記低温系統に供給する高温利用状態と、前記低温系統の熱源水を利用して、利用後の熱源水を前記高温系統に供給する低温利用状態とに切換自在に構成され、前記熱源部は、前記冷却作動において、前記高温側貯留部からの熱源水を冷却して前記低温側貯留部に供給可能で、且つ、前記加熱作動において、前記低温側貯留部からの熱源水を加熱して前記高温側貯留部に供給可能な第１熱源部を含んで構成され、前記熱源部として、前記第１熱源部に加えて、前記冷却作動において、前記高温側貯留部及び前記低温側貯留部を介さずに、前記高温系統からの熱源水を冷却して前記低温系統に供給可能で、且つ、前記加熱作動において、前記高温側貯留部及び前記低温側貯留部を介さずに、前記低温系統からの熱源水を加熱して前記高温系統に供給可能な第２熱源部を有し、前記複数の熱利用部における熱負荷の大きさに応じて、前記第１熱源部を作動させる状態と、前記第２熱源部を作動させる状態とに切換自在な作動状態切換部が備えられている点にある。

上述の如く、高温利用状態の熱利用部が多くなる、又は、低温利用状態の熱利用部が多くなると、高温側貯留部及び低温側貯留部の一方側の貯留水の量が減少するので、その減少が継続されると、高温側貯留部及び低温側貯留部の一方側が枯渇する可能性が生じる。そこで、熱源部は、高温側貯留部と低温側貯留部との間で熱源水を供給しながら加熱又は冷却する第１熱源部を含んで構成されている。これにより、第１熱源部が加熱作動又は冷却作動することで、高温側貯留部及び低温側貯留部のうち、貯留水の量が減少した一方側に他方側から熱源水を供給することができ、上述の枯渇を防止できる。

本構成によれば、第２熱源部は、高温系統と低温系統との間で熱源水を供給しながら加熱又は冷却することができるので、第２熱源部にて加熱又は冷却した熱源水を熱ロスが少ない状態で直接的に高温系統又は低温系統に供給することができる。これにより、熱源部として、貯留部の枯渇を防止できる第１熱源部と、熱ロスが少ない状態で直接的に熱源水を供給できる第２熱源部とを備えることができる。

そして、作動状態切換部は、例えば、複数の熱利用部における熱負荷が大きいと、第２熱源部を作動させる状態に切り換えて、大きな熱負荷であってもその熱負荷を効果的に賄えることになる。また、作動状態切換部は、例えば、複数の熱利用部における熱負荷が小さいと、第１熱源部を作動させる状態に切り換えて、貯留部の枯渇を防止しながら、熱負荷を賄えることになる。

熱利用システムの全体概略構成図 熱利用システムの全体概略構成図 熱利用システムの全体概略構成図 熱利用システムの全体概略構成図 熱利用システムの全体概略構成図 熱利用部の概略構成図

本発明に係る熱利用システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は、熱利用システムの全体概略構成を示しており、熱源水が流通する部位を太線矢印にて示している。図１〜図５では、どの部位を熱源水が流通するのかが異なるだけである。

まずは、図１に基づいて熱利用システムの全体構成を説明する。
この熱利用システムは、複数の熱利用部３と、複数の熱利用部３の夫々に高温の熱源水（高温用設定温度の熱源水）を供給自在な高温系統１と、複数の熱利用部３の夫々に低温の熱源水（低温用設定温度の熱源水）を供給自在な低温系統２と、高温系統１の熱源水を貯留する高温側貯留部４と、低温系統２の熱源水を貯留する低温側貯留部５と、熱源部１０とを備えている。

熱利用部３は、例えば、建物に設置される空調装置にて構成されている。複数の熱利用部３が建物において複数の箇所に分散配置され、高温系統１及び低温系統２に対して並列的に接続されている。高温系統１の熱源水を全ての熱利用部３に対して供給自在であり、高温系統１が保有する熱源水だけでは不足する場合には、高温側貯留部４に貯留されている熱源水が高温系統１に補給されながら熱利用部３に供給される。同様に、低温系統２の熱源水を全ての熱利用部３に対して供給自在であり、低温系統２が保有する熱源水だけでは不足する場合には、低温側貯留部５に貯留されている熱源水が低温系統２に補給されながら熱利用部３に供給される。

複数の熱利用部３の夫々は、高温系統１の熱源水を高温系統１から取り込んで熱利用し、利用後の熱源水を低温系統２に供給する高温利用状態と、低温系統２の熱源水を低温系統２から取り込んで熱利用し、利用後の熱源水を高温系統１に供給する低温利用状態とに切換自在に構成されている。

熱利用部３は、例えば、図６に示すように、高温系統１の熱源水を温熱源として利用する暖房運転（図中右側に示す状態）と、低温系統２の熱源水を冷熱源として利用する冷房運転（図中左側に示す状態）とに切換自在な圧縮式ヒートポンプ装置３１を備えている。熱利用部３は、圧縮式ヒートポンプ装置３１に加えて、圧縮式ヒートポンプ装置３１と高温系統１とを接続する高温側接続路３２と、圧縮式ヒートポンプ装置３１と低温系統２とを接続する低温側接続路３３と、熱利用側ポンプ３４と、熱利用側四方弁３５とを備えている。ちなみに、この実施形態では、流路の切り換えを行うために熱利用側四方弁３５を用いた例を示したが、例えば、複数の二方弁を組み合わせて流路の切り換えを行うこともできる。

熱利用部３は、圧縮式ヒートポンプ装置３１を暖房運転と冷房運転とに切り換えるとともに、熱利用側ポンプ３４を作動させて熱利用側四方弁３５にて接続する流路を切り換えることで、高温利用状態と低温利用状態とに切り換えている。

高温利用状態では、図６中右側に示すように、熱源水を高温系統１から高温側接続路３２を通して圧縮式ヒートポンプ装置３１に取り込み、圧縮式ヒートポンプ装置３１にて熱利用された利用後の熱源水を低温側接続路３３を通して低温系統２に供給している。このとき、圧縮式ヒートポンプ装置３１は、熱源水を温熱源として利用して暖房運転を行う。

低温利用状態では、図６中左側に示すように、熱源水を低温系統２から低温側接続路３３を通して圧縮式ヒートポンプ装置３１に取り込み、圧縮式ヒートポンプ装置３１にて利用された利用後の熱源水を高温側接続路３２を通して高温系統１に供給している。このとき、圧縮式ヒートポンプ装置３１は、熱源水を冷熱源として熱利用して冷房運転を行う。

図１に戻り、高温側貯留部４は、高温系統１に接続されており、高温系統１における熱源水の量に応じて貯留量が増減するように構成されている。高温系統１から熱利用部３に取り込まれる熱源水の量が多くなると、高温側貯留部４に貯留している熱源水が高温系統１に補給され、高温側貯留部４の貯留量が減少する。逆に、熱利用部３から高温系統１に供給される熱源水の量が多くなると、高温系統１から高温側貯留部４に熱源水が供給され、高温側貯留部４の貯留量が増加する。そして、低温側貯留部５も、低温系統２に接続されており、低温系統２における熱源水の量に応じて貯留量が増減するように構成されている。ちなみに、高温側貯留部４及び低温側貯留部５は、例えば、大気開放式や密閉式等の各種形式の貯留部を適用することができる。

高温系統１と高温側貯留部４との接続部位には、第１開閉弁Ｋ１が備えられ、低温系統２と低温側貯留部５との接続部位には、第２開閉弁Ｋ２が備えられている。そして、高温側貯留部４には、その貯留量を検出する高温側貯留量検出部６が備えられ、低温側貯留部５には、その貯留量を検出する低温側貯留量検出部７が備えられている。

熱源部１０は、高温系統１側の熱源水を冷却して低温系統２側に供給する冷却作動、及び、低温系統２側の熱源水を加熱して高温系統１側に供給する加熱作動を実行可能に構成されている。熱源部１０として、第１熱源部１１，１２，１３と第２熱源部１４とが備えられている。

第１熱源部１１，１２，１３は、冷却作動において、高温側貯留部４からの熱源水を冷却して低温側貯留部５に供給可能で、且つ、加熱作動において、低温側貯留部５からの熱源水を加熱して高温側貯留部４に供給可能に構成されている。この実施形態では、第１熱源部として、低温側貯留部５からの熱源水を太陽熱にて加熱して高温側貯留部４に供給する加熱作動のみを行う太陽熱加熱部１１と、低温側貯留部５からの熱源水を燃料の燃焼熱にて加熱して高温側貯留部４に供給する加熱作動のみを行うボイラー１２と、高温側貯留部４からの熱源水を冷却して低温側貯留部５に供給する冷却作動のみを行う冷却塔１３とが備えられている。

高温側貯留部４と低温側貯留部５との間は、第１流通路２１及び第２流通路２２にて接続されており、第１流通路２１は、高温側貯留部４から低温側貯留部５に熱源水を流通させ、第２流通路２２は、低温側貯留部５から高温側貯留部４に熱源水を流通させるように構成されている。第１流通路２１には、熱源水の流通方向で、第１ポンプＰ１、冷却塔１３、第２ポンプＰ２の順に備えられている。第２流通路２２は、その途中部分が第１分岐路２２ａと第２分岐路２２ｂとに並列的に分岐され、第１分岐路２２ａと第２分岐路２２ｂとが合流されて高温側貯留部４に接続されている。第２流通路２２には、熱源水の流通方向で、第３ポンプＰ３、太陽熱加熱部１１の順に備えられ、第２流通路２２の第１分岐路２２ａには、第９開閉弁Ｋ９が備えられ、第２流通路２２の第２分岐路２２ｂには、熱源水の流通方向で、第１０開閉弁Ｋ１０、第４ポンプＰ４、ボイラー１２の順に備えられている。

第２熱源部１４は、冷却作動において、高温側貯留部４及び低温側貯留部５を介さずに、高温系統１からの熱源水を冷却して低温系統２に供給可能で、且つ、加熱作動において、高温側貯留部４及び低温側貯留部５を介さずに、低温系統２からの熱源水を加熱して高温系統１に供給可能に構成されている。

第２熱源部１４は、吸収式冷温水機１４ａと、高温系統１又は低温系統２から熱源水を取り込んで吸収式冷温水機１４ａに供給し、吸収式冷温水機１４ａからの熱源水を低温系統２又は高温系統１に供給する第２熱源側流通路１４ｂとを備えている。第２熱源側流通路１４ｂには、第２熱源側ポンプ１４ｃと、第２熱源側四方弁１４ｄと、第３〜第８開閉弁Ｋ３〜Ｋ８とが備えられている。そして、第２熱源部１４は、吸収式冷温水機１４ａにて熱源水を加熱するか冷却するかを切り換えるとともに、第２熱源側四方弁１４ｄにて接続する流路を切り換え、第３〜第８開閉弁Ｋ３〜Ｋ８の開閉状態を切り換えることで、加熱作動と冷却作動とに切り換えている。ちなみに、この実施形態では、第２熱源部１４は、吸収式冷温水機１４ａを備えているが、これに代えて、冷温水チラー等、その他の冷温水機を適用することもできる。

以下、熱利用システムの運転形態について説明する。
熱利用システムには、熱源部１０等の作動状態を制御する制御部Ｈが備えられている。
複数の熱利用部３の夫々は、暖房要求があると高温利用状態に切り換えて暖房負荷を賄うように運転し、冷房要求があると低温利用状態に切り換えて冷房負荷を賄うように運転している。そこで、制御部Ｈは、複数の熱利用部３において暖房負荷と冷房負荷のどちらが大きいかやその熱負荷の大きさ等、複数の熱利用部３の全体での熱の利用状況がどのような状況となっているかを把握して、熱源部１０の作動状態を制御している。そこで、熱の利用状況が異なる図１〜図５に基づいて説明する。

夏期及び冬期を除く、中間期等では、ある箇所では暖房要求があり、別の箇所では冷房要求があるように、暖房要求と冷房要求とが混在している場合がある。まずは、暖房要求と冷房要求とが混在している場合について、図１〜図３に基づいて説明する。

高温利用状態の熱利用部３では、図６中右側に示すように、圧縮式ヒートポンプ装置３１が暖房運転を行うとともに、熱源水を高温系統１から高温側接続路３２を通して圧縮式ヒートポンプ装置３１に取り込み、圧縮式ヒートポンプ装置３１からの利用後の熱源水を低温側接続路３３を通して低温系統２に供給している。逆に、低温利用状態の熱利用部３では、図６中左側に示すように、圧縮式ヒートポンプ装置３１が冷房運転を行うとともに、熱源水を低温系統２から低温側接続路３３を通して圧縮式ヒートポンプ装置３１に取り込み、圧縮式ヒートポンプ装置３１からの利用後の熱源水を高温側接続路３２を通して高温系統１に供給している。

そして、高温利用状態の熱利用部３では、熱利用側ポンプ３４（温度調整部に相当する）の出力を制御して、低温系統２に供給する利用後の熱源水を低温用設定温度に調整している。また、低温利用状態の熱利用部３では、熱利用側ポンプ３４の出力を制御して、高温系統１に供給する利用後の熱源水を高温用設定温度に調整している。これにより、熱利用部３にて熱源水を利用しても、高温系統１の熱源水を高温用設定温度に維持できるとともに、低温系統２の熱源水も低温用設定温度に維持できる。よって、高温利用状態の熱利用部３は、低温利用状態の熱利用部３にて利用後の熱源水を含む高温系統１の熱源水をそのまま利用できるとともに、低温利用状態の熱利用部３も、高温利用状態の熱利用部３にて利用後の熱源水を含む低温系統２の熱源水をそのまま利用でき、熱源水を加熱又は冷却することなく、省エネルギー化を図ることができる。

ここで、図１では、高温利用状態の熱利用部３（図中上方側に位置する３つの熱利用部３）と低温利用状態の熱利用部３（図中一番下方側に位置する１つの熱利用部３）とが混在して、暖房負荷が冷房負荷よりも大きい場合を示している。

この場合には、暖房負荷が冷房負荷よりも大きいので、高温系統１から高温利用状態の熱利用部３に取り込まれる熱源水の量が、低温系統２から低温利用状態の熱利用部３に取り込まれる熱源水の量よりも多くなる。これにより、高温側貯留部４の貯留量が減少し、低温側貯留部５の貯留量が増加する。そこで、低温側貯留量検出部７が、低温側貯留部５の貯留量が増加していることを検出すると、制御部Ｈは、第２熱源部１４を作動停止させたままとして、第１熱源部１０を加熱作動させる。

制御部Ｈは、第１、第２開閉弁Ｋ１、Ｋ２を開状態に切り換え、第９開閉弁Ｋ９又は第１０開閉弁Ｋ１０を開状態に切り換え、その他の開閉弁Ｋ３〜Ｋ８を閉状態に維持し、第３ポンプＰ３又は第４ポンプＰ４を作動させ、低温側貯留部５から第２流通路２２に熱源水を取り出して流通させる。そして、第２流通路２２を流通する熱源水は、第１熱源部１０である太陽熱加熱部１１又はボイラー１２にて加熱され、加熱後の熱源水が高温側貯留部４に供給される。このとき、太陽熱加熱部１１又はボイラー１２は、熱源水を高温用設定温度に加熱している。例えば、太陽熱加熱部１１では熱源水を高温用設定温度まで加熱できない状況である場合のみ、ボイラー１２を加熱作動させ、太陽熱加熱部１１をボイラー１２よりも優先して加熱作動させるように構成されている。図１では、第９開閉弁Ｋ９を開状態に切り換えて、太陽熱加熱部１１を加熱作動させている場合を示している。

このようにして、低温側貯留部５にて貯留されている熱源水が第１熱源部１０にて加熱されて高温側貯留部４に供給され、例えば、低温側貯留部５にて増加した分だけの熱源水が高温側貯留部４に供給される。これにより、高温側貯留部４では、当初、貯留量が減少するが、制御部Ｈが第１熱源部１０を加熱作動させることで、その減少した分の熱源水が低温側貯留部５から供給され、高温側貯留部４の枯渇を防止できる。

図２では、高温利用状態の熱利用部３（図中一番下方側に位置する１つの熱利用部３）と低温利用状態の熱利用部３（図中上方側に位置する３つの熱利用部３）とが混在して、冷房負荷が暖房負荷よりも大きい場合を示している。このときの熱利用部３の動作については上述の動作と同様である。

そして、冷房負荷が暖房負荷よりも大きいので、低温系統２から低温利用状態の熱利用部３に取り込まれる熱源水の量が、高温系統１から高温利用状態の熱利用部３に取り込まれる熱源水の量よりも多くなる。これにより、低温側貯留部５の貯留量が減少し、高温側貯留部４の貯留量が増加する。そこで、高温側貯留量検出部６が、高温側貯留部４の貯留量が増加していることを検出すると、制御部Ｈは、第２熱源部１４を作動停止させたままとして、第１熱源部１０を冷却作動させる。

制御部Ｈは、第１、第２開閉弁Ｋ１、Ｋ２を開状態に切り換え、その他の開閉弁Ｋ３〜Ｋ１０を閉状態に維持し、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２を作動させ、高温側貯留部４から第１流通路２１に熱源水を取り出して流通させる。そして、第１流通路２１を流通する熱源水は、冷却塔１３にて冷却され、冷却後の熱源水が低温側貯留部５に供給される。このとき、冷却塔１３では、熱源水を低温用設定温度に冷却している。この場合には、図１とは逆に、高温側貯留部４にて貯留されている熱源水が第１熱源部１０にて冷却されて低温側貯留部５に供給されるので、低温側貯留部５の枯渇を防止できる。

図３では、高温利用状態の熱利用部３（図中一番上方側と上方側から３番目に位置する２つの熱利用部３）と低温利用状態の熱利用部３（図中上方側から２番目と一番下方側に位置する２つの熱利用部３）とが混在して、冷房負荷と暖房負荷とが同じ又は略同じ場合を示している。このときの熱利用部３の動作については上述の動作と同様である。

そして、冷房負荷と暖房負荷とが同じ又は略同じであるので、低温系統２から低温利用状態の熱利用部３に取り込まれる熱源水の量と、高温系統１から高温利用状態の熱利用部３に取り込まれる熱源水の量とが同じ又は略同じになる。これにより、高温側貯留部４及び低温側貯留部５の貯留量は変化しないので、制御部Ｈは、第１熱源部１０及び第２熱源部１４を作動停止させたままとする。よって、第１熱源部１０及び第２熱源部１４を作動させないことから、消費エネルギーの低減を図ることができ、省エネルギー化を図ることができる。

この場合には、熱源水の流れとして、高温系統１から高温利用状態の熱利用部３に熱源水が取り込まれ、利用後の熱源水が低温系統２に供給され、その利用後の熱源水が低温系統２から低温利用状態の熱利用部３に取り込まれるだけの流れとなる。つまり、熱源水は、第１熱源部１０及び第２熱源部１４に供給されることなく、高温系統１、高温利用状態の熱利用部３、低温系統２、低温利用状態の熱利用部３、高温系統１の順に循環される。

例えば、冬期には、空調要求としては暖房要求だけとなる場合がある。図４では、低温利用状態の熱利用部３が無く、高温利用状態の熱利用部３のみが存在する場合を示している。このときの高温利用状態の熱利用部３の動作については上述の動作と同様である。

この場合には、高温利用状態の熱利用部３のみが存在しており、複数の熱利用部３の全体での暖房負荷が大きくなり、高温系統１の熱源水が不足することが想定される。そこで、制御部Ｈは、第１熱源部１０を作動停止させたままとして、第２熱源部１４を加熱作動させる。

制御部Ｈは、第５、第６開閉弁Ｋ５、Ｋ６を開状態に切り換え、その他の開閉弁Ｋ１〜Ｋ４、Ｋ７〜Ｋ１０を閉状態に維持し、第２熱源側ポンプ１４ｃを作動させるとともに、第２熱源側四方弁１４ｄにて接続する流路を切り換え、低温系統２の熱源水を第２熱源側流通路１４ｂにて第２熱源部１４に取り込む。取り込まれた熱源水は、第６開閉弁Ｋ６、第２熱源側四方弁１４ｄ、第２熱源側ポンプ１４ｃ、第２熱源側四方弁１４ｄ、第５開閉弁Ｋ５の順に通流し、吸収式冷温水機１４ａに供給される。吸収式冷温水機１４ａでは、熱源水が加熱され、その加熱後の熱源水が、高温系統１に供給されている。このとき、吸収式冷温水機１４ａでは、熱源水を高温用設定温度に加熱している。このように、高温側貯留部４及び低温側貯留部５を介することなく、低温系統２から高温系統１に熱源水を供給しながら加熱することで、加熱後の熱源水を熱ロスが少ない状態で直接的に高温系統１に供給できる。よって、大きな暖房負荷であっても、高温系統１の熱源水が不足するのを抑制しながら、その暖房負荷を賄うことができる。

例えば、夏期には、空調要求としては冷房要求だけとなる。図５では、高温利用状態の熱利用部３が無く、低温利用状態の熱利用部３のみが存在する場合を示している。このときの低温利用状態の熱利用部３の動作については上述の動作と同様である。

この場合には、低温利用状態の熱利用部３のみが存在しており、複数の熱利用部３の全体での冷房負荷が大きくなり、低温系統２の熱源水が不足することが想定される。そこで、制御部Ｈは、第１熱源部１０を作動停止させたままとして、第２熱源部１４を冷却作動させる。

制御部Ｈは、第３、第５、第７、第８開閉弁Ｋ３、Ｋ５、Ｋ７、Ｋ８を開状態に切り換え、その他の開閉弁Ｋ１、Ｋ２、Ｋ４、Ｋ６、Ｋ９、Ｋ１０を閉状態に維持し、第２熱源側ポンプ１４ｃを作動させるとともに、第２熱源側四方弁１４ｄにて接続する流路を切り換え、高温系統１の熱源水を第２熱源側流通路１４ｂにて第２熱源部１４に取り込む。取り込まれた熱源水は、第３開閉弁Ｋ３、第５開閉弁Ｋ５、第２熱源側四方弁１４ｄ、第２熱源側ポンプ１４ｃ、第２熱源側四方弁１４ｄ、第７開閉弁Ｋ７の順に通流し、吸収式冷温水機１４ａに供給される。吸収式冷温水機１４ａでは、熱源水が冷却され、その冷却後の熱源水が、第８開閉弁Ｋ８を通流して、低温系統２に供給されている。このとき、吸収式冷温水機１４ａでは、熱源水を低温用設定温度に冷却している。このように、高温側貯留部４及び低温側貯留部５を介することなく、高温系統１から低温系統２に熱源水を供給しながら冷却することで、冷却後の熱源水を熱ロスが少ない状態で直接的に低温系統２に供給できる。よって、大きな冷房負荷であっても、低温系統２の熱源水が不足するのを抑制しながら、その冷房負荷を賄うことができる。

図１〜図３に示すように、高温利用状態の熱利用部３と低温利用状態の熱利用部３とが混在する場合には、暖房負荷と冷房負荷のどちらが大きいかは、高温側貯留部４及び低温側貯留部５の貯留量の増減として現出される。そこで、制御部Ｈは、高温側貯留部４における貯留水の変化状態、及び、低温側貯留部５における貯留水の変化状態の少なくとも一方側の変化状態に基づいて、熱源部１０の作動状態を制御するように構成されている。これにより、高温側貯留部４における貯留水の変化状態、及び、低温側貯留部５における貯留水の変化状態の少なくとも一方側の変化状態だけを検出すればよく、システム構成の簡素化を図りながら、熱源部１０の作動状態を適切に制御できる。

そして、低温利用状態の熱利用部３では、熱利用側ポンプ３４の出力を制御して、高温系統１に供給する利用後の熱源水を高温用設定温度に調整している。また、第１熱源部１０を加熱作動させる場合には、高温側貯留部４に供給する熱源水を高温用設定温度に加熱しており、第２熱源部１４を加熱作動させる場合にも、高温系統１に供給する熱源水を高温用設定温度に加熱している。これにより、高温系統１、及び、高温側貯留部４の熱源水を高温用設定温度に維持できる。また、低温系統２、及び、低温側貯留部５の熱源水についても、同様に、低温用設定温度に維持できる。よって、高温利用状態の熱利用部３には、安定して高温用設定温度の熱源水を供給できるとともに、低温利用状態の熱利用部３には、安定して低温用設定温度の熱源水を供給でき、複数の熱利用部３における熱利用を適切に行える。しかも、高温系統１、及び、高温側貯留部４の熱源水を高温用設定温度の一定温度に維持するとともに、低温系統２、及び、低温側貯留部５の熱源水を低温用設定温度の一定温度に維持することで、暖房負荷と冷房負荷のどちらが大きいか等、複数の熱利用部３の全体における熱の利用状況が、高温側貯留部４及び低温側貯留部５の貯留量の増減として現出される。これにより、高温側貯留部４における貯留水の変化状態、及び、低温側貯留部５における貯留水の変化状態の少なくとも一方側の変化状態を捉えることで、複数の熱利用部３の全体における熱の利用状況を適切に把握でき、制御部Ｈによる熱源部１０の作動状態の制御を適切に行える。

ここで、高温用設定温度及び低温用設定温度をどのような温度に設定するかは適宜変更が可能であり、例えば、高温用設定温度を３０℃、低温用設定温度を２５℃に設定することができる。そして、高温用設定温度及び低温用設定温度は、常時、一定の温度に設定しておく必要はない。例えば、中間期には、高温用設定温度を３０℃、低温用設定温度を２５℃に設定し、冬期には、高温用設定温度を３０℃よりも高温の温度に設定し、夏期には、低温用設定温度を２５℃よりも低温の温度に設定することができる。このように、季節や複数の熱利用部３の全体における熱の利用状況等に応じて、変更設定することもできる。

また、例えば、第１熱源部１０を加熱作動させるときの高温用設定温度を３０℃とし、第２熱源部１４を加熱作動させるときの高温用設定温度を３０℃よりも高温の温度に設定することもできる。このように、第１熱源部１０を加熱作動させるときの高温用設定温度と、第２熱源部１４を加熱作動させるときの高温用設定温度とを異なる温度に設定することもできる。そして、第１加熱部１０を冷却作動させるときの低温用設定温度と第２加熱部１４を冷却作動させるときの低温用設定温度とについても、高温用設定温度と同様に、必ずしも同じ温度に設定する必要はなく、第１加熱部１０を冷却作動させるときよりも第２加熱部１４を冷却作動させるときの方が低温の温度になるように設定する等、異なる温度を設定することもできる。

図１及び図４では、いずれも暖房負荷が冷房負荷よりも大きくなっているが、図１では第１熱源部１０を加熱作動させるのに対して、図４では第２熱源部１４を加熱作動させている。また、図２及び図５では、いずれも冷房負荷が暖房負荷よりも大きくなっているが、図２では第１熱源部１０を冷却作動させるのに対して、図５では第２熱源部１４を冷却作動させている。このように、制御部Ｈには、複数の熱利用部３における熱負荷の大きさに応じて、第１熱源部１０を作動させる状態と、第２熱源部１４を作動させる状態とに切換自在な作動状態切換部Ｈ１が備えられている。

暖房負荷が冷房負荷よりも大きい場合は、高温側貯留部４の貯留量が減少し、低温側貯留部５の貯留量が増加し、その貯留量の増減量は暖房負荷の大きさに応じて変化することになる。つまり、暖房負荷が大きいほど、高温側貯留部４における貯留量の減少量が増し、低温側貯留部５における貯留量の増加量も増す。そこで、低温側貯留量検出部７にて検出する低温側貯留部５における貯留量の増加量が設定量未満であると、作動状態切換部Ｈ１は、図１に示すように、第１熱源部１０を加熱作動させる。逆に、低温側貯留量検出部７にて検出する低温側貯留部５における貯留量の増加量が設定量以上であると、作動状態切換部Ｈ１は、図４に示すように、第２熱源部１４を加熱作動させる。

また、冷房負荷が暖房負荷よりも大きい場合も、高温側貯留量検出部６にて検出する高温側貯留部４における貯留量の増加量が設定量未満であると、作動状態切換部Ｈ１は、図２に示すように、第１熱源部１０を冷却作動させる。逆に、高温側貯留量検出部６にて検出する低温側貯留部５における貯留量の増加量が設定量以上であると、作動状態切換部Ｈ１は、図５に示すように、第２熱源部１４を冷却作動させる。

このようにして、作動状態切換部Ｈ１は、複数の熱利用部３における熱負荷の大きさが高温側貯留部４又は低温側貯留部５における貯留量の増加量に相当するとして、その貯留量の増加量に応じて、第１熱源部１０を作動させる状態と、第２熱源部１４を作動させる状態とに切り換えることができる。このように構成することで、制御部Ｈは、図１〜図５の全ての場合について、高温側貯留部４における貯留水の変化状態、及び、低温側貯留部５における貯留水の変化状態の少なくとも一方側の変化状態に基づいて、熱源部１０の作動状態を制御することができる。

また、冬期には高温利用状態の熱利用部３だけとなり、夏期には低温利用状態の熱利用部３だけとなり、いずれの場合もその熱負荷が大きくなることから、作動状態切換部Ｈ１は、冬期及び夏期以外の期間に第１熱源部１０を作動させる状態に切り換え、冬期及び夏期に第２熱源部１４を作動させる状態に切り換えることもできる。このように、複数の熱利用部３における熱負荷の大きさが季節によって変化することから、作動状態切換部Ｈ１は、季節によって、第１熱源部１０を作動させる状態と、第２熱源部１４を作動させる状態とに切り換えることもできる。

ちなみに、例えば、複数の熱利用部３の立ち上がり時等、高温系統１の熱源水が高温用設定温度から外れており、且つ、低温系統２の熱源水が低温用設定温度から外れている場合がある。この場合には、高温側貯留部４の熱源水の温度情報、及び、低温側貯留部５の熱源水の温度情報等に基づいて、制御部Ｈが、高温系統１の熱源水を高温用設定温度に調整し、且つ、低温系統２の熱源水を低温用設定温度に調整すべく、熱源部１０の作動状態を制御することもできる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、図１において、制御部Ｈが第１熱源部１０を加熱作動させるための条件を、低温側貯留部５の貯留量が増加していることを検出する条件としている。これに代えて、例えば、高温側貯留部４の貯留量が減少していることを検出するという条件や、低温側貯留部５の貯留量が増加し且つ高温側貯留部４の貯留量が減少していることを検出する条件とすることもできる。このように、高温側貯留部４の貯留量の変化、及び、低温側貯留部５の貯留量の変化に基づいて、制御部Ｈが、熱源部１０の作動状態を制御することができる。そして、その条件は、貯留量の変化に限らず、高温側貯留部４及び低温側貯留部５における一方側の貯留水の変化状態に基づいて設定することもできる。

また、図２において、制御部Ｈが第１熱源部１０を冷却作動させるための条件についても、制御部Ｈが第１熱源部１０を加熱作動させるための条件と同様に、適宜変更設定することができる。

（２）上記実施形態では、第２熱源側流通路１４ｂが高温系統１と低温系統２との間を接続するように備えられているが、これに代えて、第２熱源側流通路１４ｂを高温側貯留部４と低温側貯留部５との間を接続するように備えることもできる。この場合、第２熱源側流通路１４ｂは、高温側貯留部４又は低温側貯留部５から熱源水を取り込んで吸収式冷温水機１４ａに供給し、吸収式冷温水機１４ａからの熱源水を低温側貯留部５又は高温側貯留部４に供給する。これにより、吸収式冷温水機１４ａ等を第１熱源部として構成することもできる。

このように、熱源部１０をどのように構成するかは適宜変更が可能である。上記実施形態では、熱源部１０として、第１熱源部１１，１２，１３と第２熱源部１４とを備えているが、第１熱源部のみ、又は、第２熱源部のみを備えることもできる。

１ 高温系統
２ 低温系統
３ 熱利用部
４ 高温側貯留部
５ 低温側貯留部
１０ 熱源部
１１ 太陽熱加熱部（第１熱源部）
１２ ボイラー（第１熱源部）
１３ 冷却塔（第１熱源部）
１４ 第２熱源部
Ｈ 制御部
Ｈ１ 作動状態切換部

Claims (3)

1. 複数の熱利用部を備えた熱利用システムであって、
   前記複数の熱利用部の夫々に高温の熱源水を供給自在な高温系統と、
   前記複数の熱利用部の夫々に低温の熱源水を供給自在な低温系統と、
   前記高温系統側の熱源水を冷却して前記低温系統側に供給する冷却作動、及び、前記低温系統側の熱源水を加熱して前記高温系統側に供給する加熱作動を実行可能な熱源部と、
   前記高温系統に接続されて、前記高温系統の熱源水を貯留する高温側貯留部と、
   前記低温系統に接続されて、前記低温系統の熱源水を貯留する低温側貯留部とを備え、
   前記複数の熱利用部の夫々は、前記高温系統の熱源水を取り込んで利用して、利用後の熱源水を前記低温系統に供給する高温利用状態と、前記低温系統の熱源水を取り込んで利用して、利用後の熱源水を前記高温系統に供給する低温利用状態とに切換自在に構成され、
   前記高温利用状態の熱利用部で要求している熱源水の量に対して前記高温系統が保有する熱源水の量が不足する場合に、前記高温側貯留部に貯留されている熱源水が前記高温系統に補給されながら高温利用状態の熱利用部に供給され、前記低温利用状態の熱利用部で要求している熱源水の量に対して前記低温系統が保有する熱源水の量が不足する場合に、前記低温側貯留部に貯留されている熱源水が前記低温系統に補給されながら低温利用状態の熱利用部に供給され、
   前記高温側貯留部における貯留水の変化状態、及び、前記低温側貯留部における貯留水の変化状態の少なくとも一方側の変化状態に基づいて、前記熱源部の作動状態を制御する制御部が備えられている熱利用システム。
2. 複数の熱利用部を備えた熱利用システムであって、
   前記複数の熱利用部の夫々に高温の熱源水を供給自在な高温系統と、
   前記複数の熱利用部の夫々に低温の熱源水を供給自在な低温系統と、
   前記高温系統側の熱源水を冷却して前記低温系統側に供給する冷却作動、及び、前記低温系統側の熱源水を加熱して前記高温系統側に供給する加熱作動を実行可能な熱源部と、
   前記高温系統に接続されて、前記高温系統の熱源水を貯留する高温側貯留部と、
   前記低温系統に接続されて、前記低温系統の熱源水を貯留する低温側貯留部とを備え、
   前記複数の熱利用部の夫々は、前記高温系統の熱源水を利用して、利用後の熱源水を前記低温系統に供給する高温利用状態と、前記低温系統の熱源水を利用して、利用後の熱源水を前記高温系統に供給する低温利用状態とに切換自在に構成され、
   前記複数の熱利用部の夫々には、前記高温利用状態において、前記低温系統に供給する利用後の熱源水を低温用設定温度に調整し、且つ、前記低温利用状態において、前記高温系統に供給する利用後の熱源水を高温用設定温度に調整する温度調整部が備えられている熱利用システム。
3. 複数の熱利用部を備えた熱利用システムであって、
   前記複数の熱利用部の夫々に高温の熱源水を供給自在な高温系統と、
   前記複数の熱利用部の夫々に低温の熱源水を供給自在な低温系統と、
   前記高温系統側の熱源水を冷却して前記低温系統側に供給する冷却作動、及び、前記低温系統側の熱源水を加熱して前記高温系統側に供給する加熱作動を実行可能な熱源部と、
   前記高温系統に接続されて、前記高温系統の熱源水を貯留する高温側貯留部と、
   前記低温系統に接続されて、前記低温系統の熱源水を貯留する低温側貯留部とを備え、
   前記複数の熱利用部の夫々は、前記高温系統の熱源水を利用して、利用後の熱源水を前記低温系統に供給する高温利用状態と、前記低温系統の熱源水を利用して、利用後の熱源水を前記高温系統に供給する低温利用状態とに切換自在に構成され、
   前記熱源部は、前記冷却作動において、前記高温側貯留部からの熱源水を冷却して前記低温側貯留部に供給可能で、且つ、前記加熱作動において、前記低温側貯留部からの熱源水を加熱して前記高温側貯留部に供給可能な第１熱源部を含んで構成され、
   前記熱源部として、前記第１熱源部に加えて、前記冷却作動において、前記高温側貯留部及び前記低温側貯留部を介さずに、前記高温系統からの熱源水を冷却して前記低温系統に供給可能で、且つ、前記加熱作動において、前記高温側貯留部及び前記低温側貯留部を介さずに、前記低温系統からの熱源水を加熱して前記高温系統に供給可能な第２熱源部を有し、
   前記複数の熱利用部における熱負荷の大きさに応じて、前記第１熱源部を作動させる状態と、前記第２熱源部を作動させる状態とに切換自在な作動状態切換部が備えられている熱利用システム。

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