JP7186121B2 - 熱源システム - Google Patents

Description

本発明は、熱負荷に対して熱源水循環回路にて熱源水を循環供給する熱源機を有する熱源水系統が複数備えられた熱源システムに関する。

上記の熱源システムは、熱負荷に対して熱源水循環回路にて熱源水を循環供給する熱源機を有する熱源水系統が複数（例えば、２つ）備えられ、複数の熱源水系統の夫々は、複数の熱源機を有している（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のシステムでは、複数の熱源機をどのように運転させるかについては、コストが最小となるように、運転順序が設定されており、熱負荷における負荷の大きさに応じて、運転順序に従って熱源機を運転させている。

異なる熱源水系統の間では、熱源機から熱負荷に熱源水を供給する往路同士が配管にて繋がれており、熱源水の授受を行う熱融通が行えるようになっている。そこで、ある熱源水系統において運転中の熱源機のうち、運転順序が最終の熱源機の運転効率と、別の熱源水系統において運転中の熱源機のうち、運転順序が最終の熱源機の運転効率とを比較している。この比較により、運転効率が高い熱源機が属する熱源水系統から運転効率の低い熱源機が属する熱源水系統へ向かう方向を熱源水の融通方向と設定し、往路同士を繋いだ配管に熱源水を通流させて、設定した融通方向の熱融通を行うようにしている。

特開２０１８－４４６８９号公報

特許文献１に記載のシステムでは、熱融通を行うことで、熱源水の供給を受ける側の熱源水系統における熱源機の負荷率だけでなく、熱源水を供給する側の熱源水系統における熱源機の負荷率も変化する。しかしながら、特許文献１に記載のシステムでは、熱源水の供給を受ける側及び熱源水を供給する側の両方における熱源機の負荷率まで考慮されておらず、熱融通を行うことによって、かえってシステム全体の効率が低下してしまう可能性がある。

例えば、熱融通を行うことで、熱源水の供給を受ける側の熱源水系統は、熱源水の供給を受けることで、熱源機の運転効率が上昇することが考えられる。しかしながら、熱源水を供給する側の熱源水系統では、熱源機の負荷率が増大して、熱源機の運転効率が低下することが考えられる。よって、熱源水の供給を受ける側の熱源水系統における熱源機の運転効率の上昇度合いに対して、熱源水を供給する側の熱源水系統における熱源機の運転効率の低下度合いが大きくなると、かえってシステム全体の効率が低下してしまう。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、システム全体の効率を向上できる状況において、異なる熱源水系統の間での熱融通を行い、省エネルギー化を効果的に図ることができる熱源システムを提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、熱負荷に対して熱源水循環回路にて熱源水を循環供給する熱源機を有する熱源水系統が複数備えられ、
異なる熱源水系統の間で熱源水の授受を行う熱融通を実行可能な熱融通部と、
前記熱融通部にて熱融通を行った場合に、熱源水の供給を受ける側の熱源水系統における熱源機での負荷率の変化、及び、熱源水を供給する側の熱源水系統における熱源機での負荷率の変化に基づいて、システム全体の効率が向上可能か否かを判定する効率判定部と、
前記効率判定部にてシステム全体の効率が向上可能と判定した場合に、前記熱融通部にて熱融通を実行させる熱融通制御部とが備えられている点にある。

本構成によれば、効率判定部は、熱源水の供給を受ける側の熱源水系統における熱源機での負荷率の変化、及び、熱源水を供給する側の熱源水系統における熱源機での負荷率の変化に基づいて、システム全体の効率が向上可能か否かを判定している。このように、熱融通を行った場合に、熱源水の供給を受ける側、及び、熱源水を供給する側の両方において、熱源機の負荷率がどのように変化するのかまでを考慮しているので、熱融通を行うことで、システム全体の効率が向上可能であるか否かを正確に判定することができる。よって、熱融通制御部は、その正確な判定に基づいて、熱融通を行うことができるので、システム全体の効率の向上を適切に図ることができ、省エネルギー化を効果的に図ることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記熱源水循環回路は、前記熱源機から前記熱負荷に熱源水を供給する往路と、前記熱負荷から前記熱源機に熱源水を戻す復路とが備えられ、
前記熱融通部は、異なる熱源水系統における前記往路同士を接続する往路用熱融通路と、異なる熱源水系統における前記復路同士を接続する復路用熱融通路とが備えられ、前記往路用熱融通路及び前記復路用熱融通路に熱源水を通流させて熱融通を行うように構成されている点にある。

本構成によれば、熱融通部は、往路用熱融通路及び復路用熱融通路に熱源水を通流させることで、ある熱源水系統にて熱源機から熱負荷に供給する熱源水の一部を別の熱源水系統における熱負荷に供給し、別の熱源水系統にて熱負荷から熱源機に戻す熱源水の一部をある熱源水系統における熱源機に戻すことができる。このように、往路同士や復路同士を接続するという簡易な回路構成を採用しながら、異なる熱源水系統の間で熱源水の授受を適切に行うことができ、異なる熱源水系統の間での熱融通を適切に行うことができる。

本発明の第３特徴構成は、複数の熱源水系統のうち、一部の熱源水系統が有する前記熱源機を運転させることで、複数の熱源水系統が有する全ての熱負荷における全負荷を賄える一部運転状態か否かを判定する一部運転状態判定部と、
前記一部運転状態判定部にて一部運転状態と判定した場合に、複数の熱源水系統が有する全ての熱源機から、一部の熱源機を運転対象として選択する運転対象選択部と、
前記熱融通部にて熱融通を実行させる状態で、前記運転対象選択部にて選択した熱源機を運転させる熱源機運転制御部とが備えられ、
複数の熱源水系統の間で前記熱源機の能力が異なる場合には、前記運転対象選択部が、全負荷を賄うように熱源機を運転させることで、運転効率が高い高効率状態となる熱源機を運転対象として選択している点にある。

本構成によれば、複数の熱源水系統が有する全ての熱負荷における全負荷が小さい場合には、複数の熱源水系統の夫々における熱源機を運転させなくても、熱融通部にて熱融通を行いながら、一部の熱源機を運転させるだけで、全負荷を賄うことができる。この場合に、複数の熱源水系統の間で熱源機の能力が異なると、どの熱源機を運転させるかによって負荷率が異なるので、どの熱源機を運転させるかによって運転効率が変化することになる。

そこで、本構成によれば、運転対象選択部は、運転効率が高い高効率状態となる熱源機を運転対象として選択している。これにより、一部の熱源機にて全負荷を賄える場合には、熱融通部にて熱融通を行いながら、熱源機運転制御部が、高効率状態の熱源機を運転させて、全負荷を賄うことができるので、省エネルギー化をより一層効果的に図ることができる。

熱源システムの概略構成を示す図 熱源システムの概略構成を示す図 熱源システムの概略構成を示す図 熱源システムの概略構成を示す図

本発明に係る熱源システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。
この熱源システムは、図１に示すように、複数の熱源水系統１，２が備えられている。図１では、第１熱源水系統１と第２熱源水系統２との２つの熱源水系統が備えられている場合を示しているが、熱源水系統の数については、２つに限らず、３つ以上とすることもできる。以下、図１～図４に基づいて、熱源水系統を２つ備えた場合について説明する。

図１～図４は、いずれも同じ熱源水系統１，２を示すものであるが、熱源水が流通する部位（図中、太線にて示す部位）が異なっている。第１熱源水系統１も第２熱源水系統２も、基本的には同様の構成であるので、第１熱源水系統１について、符号を１０１、１０２、・・・と百番台で示して説明し、第２熱源水系統２については、第１熱源水系統１と同様の構成を、符号を２０１、２０２、・・・と二百番台で示して説明を省略する。

第１熱源水系統１は、複数の熱負荷１０１と、複数の熱負荷１０１に対して熱源水循環回路１０２にて熱源水を循環供給する熱源機１０３とを有している。熱源機１０３は、例えば、熱源水を冷却又は加熱するチラーにて構成されている。熱負荷１０１は、供給される熱源水を用いて、冷房又は暖房を行う空調装置にて構成されている。

熱源水循環回路１０２は、熱源機１０３から熱負荷１０１に熱源水を供給する往路１０４と、熱負荷１０１から熱源機１０３に熱源水を戻す復路１０５とが備えられている。復路１０５には、熱源水の通流方向で熱源機１０３の手前位置に熱源水循環ポンプ１０６が備えられている。

往路１０４と復路１０５とは、熱負荷用流路１０７にて接続されており、複数の熱負荷用流路１０７が並列状態で備えられている。複数の熱負荷用流路１０７の夫々には、熱負荷１０１と、熱負荷１０１への熱源水の供給を断続する断続弁１０８とが備えられている。熱源水循環回路１０２には、複数の熱負荷１０１が並列状態で備えられている。図１～図４では、第１熱源水系統１に４つの熱負荷１０１が備えられ、第２熱源水系統２に２つの熱負荷２０１が備えられているが、熱源水系統１，２にいくつの熱負荷１０１，２０１を備えるかは適宜変更が可能である。

往路１０４の途中部位には、流路を複数の流路部位に分岐させる分岐接続部位１０９が備えられ、復路１０５の途中部位には、複数の流路部位を合流させる合流接続部位１１０が備えられている。往路１０４では、分岐接続部位１０９によって、例えば、熱源水の通流方向の下流側が３つの分岐流路部位に分岐され、そのうち、２つの分岐流路部位が熱負荷供給用の分岐流路部位となっている。この２つの熱負荷供給用の分岐流路部位には、熱負荷１０１に熱源水を供給する熱源水供給ポンプ１１１が備えられている。残りの分岐流路部位は、熱負荷１０１をバイパスさせて熱源水を通流させるバイパス路１１２となっており、バイパス路１１２には、バイパス路１１２での熱源水の通流を断続させるとともに、バイパス路１１２における熱源水の通流量を調整自在なバイパス弁１１３が備えられている。

この熱源水システムでは、異なる熱源水系統１、２の間で熱源水の授受を行う熱融通を実行可能な熱融通部３を備えている。熱融通部３は、異なる熱源水系統１，２における往路１０４，２０４同士を接続する往路用熱融通路３１と、異なる熱源水系統１，２における復路１０５，２０５同士を接続する復路用熱融通路３２とが備えられ、図２及び図３に示すように、往路用熱融通路３１及び復路用熱融通路３２に熱源水を通流させて熱融通を行うように構成されている。

往路用熱融通路３１は、第１熱源水系統１における往路１０４の熱源機１０３と分岐接続部位１０９との間と、第２熱源水系統２における往路２０４の熱源機２０３と分岐接続部位２０９との間とを接続している。復路用熱融通路３２は、第１熱源水系統１における復路１０５の合流接続部位１１０と熱源水循環ポンプ１０６との間と、第２熱源水系統２における復路２０５の合流接続部位２１０と熱源水循環ポンプ２０６との間とを接続している。

ちなみに、図示例では、往路用熱融通路３１の第１熱源水系統１側の流路部位３１ａが、往路１０４の分岐接続部位１０９よりも上流側に接続されているが、これに限らず、例えば、分岐接続部位１０９や分岐接続部位１０９よりも下流側に接続することもできる。往路用熱融通路３１の第２熱源水系統２側の流路部位３１ｂについても、往路２０４の分岐接続部位２０９よりも上流側に接続されている例を示しているが、これに限らず、例えば、分岐接続部位２０９や分岐接続部位２０９よりも下流側に接続することもできる。

また、図示例では、復路用熱融通路３２の一端部が、復路１０５の分岐接続部位１１０の下流側に接続されているが、これに限らず、例えば、分岐接続部位１１０や分岐接続部位１１０よりも上流側に接続することもできる。復路用熱融通路３２の他端部についても、復路２０５の分岐接続部位２１０の下流側に接続されている例を示しているが、これに限らず、例えば、分岐接続部位２１０や分岐接続部位２１０よりも上流側に接続することもできる。

往路用熱融通路３１の途中部位には、第１熱源水系統１から第２熱源水系統２に熱源水を供給するか、又は、第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に熱源水を供給するかを切り替える熱源水通流方向切替部３３が備えられている。熱源水通流方向切替部３３は、第１～第４通流路Ｔ１～Ｔ４と、第１及び第２接続路Ｓ１，Ｓ２と、１つの通流ポンプ３４とが備えられている。

第１通流路Ｔ１と第２通流路Ｔ２とが、往路用熱融通路３１における第１熱源水系統１側の流路部位３１ａに接続されている。第１通流路Ｔ１と第２通流路Ｔ２とは、第１熱源水系統１側の流路部位３１ａに対して、第１通流路Ｔ１と第２通流路Ｔ２との２つの流路に分岐するように（図１中上下方向に分岐するように）接続されている。第３通流路Ｔ３と第４通流路Ｔ４とが、往路用熱融通路３１における第２熱源水系統２側の流路部位３１ｂに接続されている。第３通流路Ｔ３と第４通流路Ｔ４とは、第２熱源水系統２側の流路部位３１ｂに対して、第３通流路Ｔ３と第４通流路Ｔ４との２つの流路に分岐するよう（図１中上下方向に分岐するように）接続されている。

第１接続路Ｓ１は、第１通流路Ｔ１、第３通流路Ｔ３、及び、通流ポンプ３４が配置されたポンプ用流路３５を接続する流路として備えられている。第２接続路Ｓ２は、第２通流路Ｔ２、第４通流路Ｔ４、及び、ポンプ用流路３５を接続する流路として備えられている。

第１～第４通流路Ｔ１～Ｔ４の夫々には、熱源水の通流を断続させる第１～第４開閉弁Ｋ１～Ｋ４が備えられている。熱源水通流方向切替部３３は、第１～第４開閉弁Ｋ１～Ｋ４を切り替えることで、第１熱源水系統１から第２熱源水系統２に熱源水を供給するか、又は、第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に熱源水を供給するかを切り替えている。

図１に示すように、熱融通部３は、第１～第４開閉弁Ｋ１～Ｋ４を全て閉状態（図中、黒塗りにて示す）とした場合には、第１熱源水系統１と第２熱源水系統２との間での熱源水の授受は行われない。図２に示すように、熱融通部３は、通流ポンプ３４を作動させて、第１開閉弁Ｋ１及び第４開閉弁Ｋ４を開状態（図中、白塗りにて示す）とし、且つ、第２開閉弁Ｋ２及び第３開閉弁Ｋ３を閉状態（図中、黒塗りにて示す）とした場合には、第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に熱源水を供給する熱融通を行う。図３に示すように、熱融通部３は、通流ポンプ３４を作動させて、第２開閉弁Ｋ２及び第３開閉弁Ｋ３を開状態（図中、白塗りにて示す）とし、且つ、第１開閉弁Ｋ１及び第４開閉弁Ｋ４を閉状態（図中、黒塗りにて示す）とした場合には、第１熱源水系統１から第２熱源水系統２に熱源水を供給する熱融通を行う。

熱源水システムの運転を制御する制御部Ｈには、各熱源水系統１，２の運転を制御する系統用運転制御部１１４，２１４が備えられている。第１系統用運転制御部１１４は、熱源機１０３の作動状態、熱源水循環ポンプ１０６の作動状態、熱源水供給ポンプ１１１の作動状態、バイパス弁１１３の開閉状態、断続弁１０８の開閉状態等を制御することで、第１熱源水系統１の運転を制御している。

第１系統用運転制御部１１４は、例えば、熱源機１０３から往路１０４に供給される熱源水の温度が目標温度になるように、熱源機１０３の作動状態等を制御することで、複数の熱負荷１０１における負荷を賄うことが可能な温度の熱源水を供給している。また、第１系統用運転制御部１１４は、例えば、熱源機１０３から往路１０４に供給される熱源水の流量が目標流量となるように、熱源水循環ポンプ１０６の作動状態等を制御している。このときの目標流量は、一定流量としたり、複数の熱負荷１０１の大きさに応じて変更設定することもできる。このようにして、第１系統用運転制御部１１４は、熱源機１０３や熱源水循環ポンプ１０６の作動状態等を制御することで、往路１０４にて目標温度の熱源水を目標流量にて供給自在としており、空調運転が要求されている熱負荷１０１に対して熱源水を供給するように、断続弁１０８の開閉状態を制御している。

ちなみに、図１では、第１系統用運転制御部１１４は、４つの熱負荷１０１のうち、３つの熱負荷１０１に対して熱源水を供給している場合を示している。このとき、第１系統用運転制御部１１４は、熱源水供給ポンプ１１１の作動状態、及び、バイパス弁１１３の開閉状態を制御することで、複数の熱負荷１０１に対する熱源水の供給量を調整可能に構成されている。

第１系統用運転制御部１１４は、例えば、熱源機１０３から往路１０４に供給される熱源水の温度が目標温度になるように熱源機１０３等を制御しているので、例えば、空調運転が要求されている熱負荷１０１の増減等により、熱源機１０３に戻される熱源水の温度が変化した場合には、第１系統用運転制御部１１４が、その変化後の熱源水の温度が目標温度になるように熱源機１０３等を制御している。

第１系統用運転制御部１１４は、第１熱源水系統１の運転を制御するに当たり、図１の左上側のグラフに示すように、熱源機１０３における負荷率と運転効率（ＣＯＰ）との関係を予め記憶しており、その記憶した関係において、現在の負荷率及び現在の負荷率に対応するＣＯＰ（図中、白塗り丸印にて示す位置）を求めている。

負荷率については、例えば、熱負荷１０１が冷房運転している場合には、複数の熱負荷１０１における負荷が大きくなるほど、熱源機１０３に戻される熱源水の温度が上昇するので、熱源機１０３に戻される熱源水の温度と目標温度との偏差（温度差）が大きくなる。そこで、熱源機１０３に戻される熱源水の温度と目標温度との偏差（温度差）と負荷率との関係を予め実験等により設定しておき、熱源機１０３に戻される熱源水の温度と目標温度との偏差（温度差）に基づいて、予め設定した関係を用いて、負荷率を求めることができる。

負荷率の求め方については、適宜変更が可能であり、例えば、複数の熱負荷１０１の夫々における負荷の大きさを合計した合計負荷を求め、最大負荷と合計負荷とを比較することで、負荷率を求めることもできる。複数の熱負荷１０１の夫々における負荷の大きさは、例えば、空調運転を開始する際の室内温度と目標温度との偏差等から求めることができる。

第２系統用運転制御部２１４の運転制御は、第２熱源水系統２を制御対象とする点が異なるだけであり、第１系統用運転制御部１１４と同様であるので、説明は省略する。ちなみに、第２熱源水系統２の熱源機２０３における負荷率と運転効率との関係を示すグラフは、図１の右上側に示している。

上述の如く、この熱源水システムは、熱融通部３を備えているので、例えば、第１熱源水系統１における熱源機１０３の運転効率（ＣＯＰ）と第２熱源水系統２における熱源機２０３の運転効率（ＣＯＰ）とを比較して、図１において、運転効率が高い第１熱源水系統１側から運転効率が低い第２熱源水系統２側に熱源水を供給して熱融通を行うことができる。しかしながら、熱融通を行うことで、熱源水の供給を受ける側の第２熱源水系統２における熱源機２０３の負荷率だけでなく、熱源水を供給する側の第１熱源水系統１における熱源機１０３の負荷率も変化する。よって、単純に、熱源機１０３，２０３の運転効率を比較するだけでは、かえってシステム全体の効率が低下してしまう可能性がある。

そこで、制御部Ｈには、熱融通を行うことで、システム全体の効率が向上可能か否かを判定する効率判定部３６と、効率判定部３６にてシステム全体の効率が向上可能と判定した場合に、熱融通部３にて熱融通を実行させる熱融通制御部３７とが備えられている。

効率判定部３６は、熱融通部３にて熱融通を行った場合に、熱源水の供給を受ける側の熱源水系統１，２における熱源機１０３，２０３での負荷率の変化、及び、熱源水を供給する側の熱源水系統１，２における熱源機１０３，２０３での負荷率の変化に基づいて、システム全体の効率が向上可能か否かを判定している。以下、図１～図４の夫々において、効率判定部３６の判定について説明する。

図１では、負荷率とＣＯＰとの関係を示すグラフにおいて、現在の負荷率及びそのときの運転効率を示す位置を白塗り丸印にて示している。図１では、第１熱源水系統１における熱源機１０３の現在の負荷率（白塗り丸印にて示す位置）が、運転効率（ＣＯＰ）が最高効率を発揮できる第１最高効率範囲Ａ１内であり、第２熱源水系統２における熱源機２０３の現在の負荷率も、第２最高効率範囲Ａ２内にある場合を示している。この場合には、熱融通部３にて熱融通を行うと、第１熱源水系統１における熱源機１０３の負荷率が変化し、第２熱源水系統２における熱源機２０３の負荷率も変化する。よって、第１熱源水系統１における熱源機１０３の負荷率が第１最高効率範囲Ａ１外に変化したり、第２熱源水系統２における熱源機２０３の負荷率が第２最高効率範囲Ａ２外に変化して、システム全体の効率が下がることになる。

そこで、図１に示す場合には、効率判定部３６が、システム全体の効率が向上できないと判定している。熱融通制御部３７は、効率判定部３６によるシステム全体の効率が向上できないとの判定に基づいて、熱融通部３による熱融通を実行せず、第１熱源水系統１と第２熱源水系統２との間で熱源水の授受を行うことなく、第１熱源水系統１及び第２熱源水系統２の夫々にて各別に熱負荷１０１，２０１に熱源水を供給している。

図２では、負荷率とＣＯＰとの関係を示すグラフにおいて、熱融通を行う前の負荷率及びそのときの運転効率を示す位置を白塗り丸印にて示し、第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に熱源水を供給して熱融通を行った場合の負荷率及びそのときの運転効率を示す位置を黒塗り丸印にて示している。図２では、第１熱源水系統１における熱源機１０３の熱融通を行う前の負荷率（白塗り丸印にて示す位置）が、第１最高効率範囲Ａ１よりも大きくなっており、第２熱源水系統２における熱融通を行う前の負荷率が、第２最高効率範囲Ａ２よりも小さくなっている場合を示している。この場合には、熱融通部３にて第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に熱源水を供給して熱融通を行うと、第１熱源水系統１における熱源機１０３の負荷率が下降し（黒塗り丸印にて示す位置）、第２熱源水系統２における熱源機２０３の負荷率が上昇する（黒塗り丸印にて示す位置）。よって、第１熱源水系統１における熱源機１０３の負荷率が第１最高効率範囲Ａ１内に移動し、第２熱源水系統２における熱源機２０３の負荷率も第２最高効率範囲Ａ２内に移動して、システム全体の効率を向上できる。

そこで、図２に示す場合には、効率判定部３６が、システム全体の効率を向上できると判定している。熱融通制御部３７は、効率判定部３６によるシステム全体の効率を向上できるとの判定に基づいて、熱融通部３にて第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に熱源水を供給して熱融通を行う。熱融通制御部３７は、第１開閉弁Ｋ１及び第４開閉弁Ｋ４を開状態（図中、白塗りにて示す）とし、且つ、第２開閉弁Ｋ２及び第３開閉弁Ｋ３を閉状態（図中、黒塗りにて示す）とし、通流ポンプ３４を作動させる。

これにより、第２熱源水系統２の往路２０４を通流する熱源水の一部が、往路用熱融通路３１ｂ、第４通流路Ｔ４、第２接続路Ｓ２、ポンプ用流路３５、第１接続路Ｓ１、第１通流路Ｔ１、往路用熱融通路３１ａを通して、第１熱源水系統１の往路１０４に供給されている。このとき、第１熱源水系統１における往路１０４の熱源水の流量が増大しても、第１系統用運転制御部１１４が、熱源水供給ポンプ１１１の作動状態を制御することで、複数の熱負荷１０１に対して適切な流量の熱源水を供給することができる。第１熱源水系統１の復路１０５を通流する熱源水の一部が、復路用熱融通路３２を通して、第２熱源水系統２の復路２０５に戻されている。

このように、熱融通部３にて、第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に所定量の熱源水を供給し、第１熱源水系統１から第２熱源水系統２に所定量の熱源水を戻す形態で、第１熱源水系統１と第２熱源水系統２との間で熱源水の授受を行う熱融通を行っている。ちなみに、熱融通を行うときの熱源水の供給量については、例えば、一定量とすることができるが、どのような供給量とするかは適宜変更が可能である。

図３では、負荷率とＣＯＰとの関係を示すグラフにおいて、熱融通を行う前の負荷率及びそのときの運転効率を示す位置を白塗り丸印にて示し、第１熱源水系統１から第２熱源水系統２に熱源水を供給して熱融通を行った場合の負荷率及びそのときの運転効率を示す位置を黒塗り丸印にて示している。図３では、第１熱源水系統１における熱源機１０３の熱融通を行う前の負荷率（白塗り丸印にて示す位置）が、第１最高効率範囲Ａ１よりも小さくなっており、第２熱源水系統２における熱融通を行う前の負荷率が、第２最高効率範囲Ａ２内となっている場合を示している。この場合には、熱融通部３にて第１熱源水系統１から第２熱源水系統２に熱源水を供給して熱融通を行うと、第１熱源水系統１における熱源機１０３の負荷率が上昇し（黒塗り丸印にて示す位置）、第２熱源水系統２における熱源機２０３の負荷率が下降する（黒塗り丸印にて示す位置）。よって、第１熱源水系統１における熱源機１０３の負荷率が第１最高効率範囲Ａ１内に移動し、第２熱源水系統２における熱源機２０３の負荷率が下降するものの、依然第２最高効率範囲Ａ２内に収まっており、システム全体の効率を向上できる。

そこで、図３に示す場合には、効率判定部３６が、システム全体の効率を向上できると判定している。熱融通制御部３７は、効率判定部３６によるシステム全体の効率を向上できるとの判定に基づいて、熱融通部３にて第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に熱源水を供給して熱融通を行う。熱融通制御部３７は、第２開閉弁Ｋ２及び第３開閉弁Ｋ３を開状態（図中、白塗りにて示す）とし、且つ、第１開閉弁Ｋ１及び第４開閉弁Ｋ４を閉状態（図中、黒塗りにて示す）とし、通流ポンプ３４を作動させる。

これにより、第１熱源水系統１の往路１０４を通流する熱源水の一部が、往路用熱融通路３１ａ、第２通流路Ｔ２、第２接続路Ｓ２、ポンプ用流路３５、第１接続路Ｓ１、第３通流路Ｔ３、往路用熱融通路３１ｂを通して、第２熱源水系統２の往路２０４に供給されている。このとき、第２熱源水系統２における往路２０４の熱源水の流量が増大しても、第２系統用運転制御部２１４が、熱源水供給ポンプ２１１の作動状態を制御することで、複数の熱負荷２０１に対して適切な流量の熱源水を供給することができる。第２熱源水系統２の復路２０５を通流する熱源水の一部が、復路用熱融通路３２を通して、第１熱源水系統１の復路１０５に戻されている。

このように、熱融通部３にて、第１熱源水系統１から第２熱源水系統２に所定量の熱源水を供給し、第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に所定量の熱源水を戻す形態で、第１熱源水系統１と第２熱源水系統２との間で熱源水の授受を行う熱融通を行っている。

効率判定部３６は、所定の判定タイミング条件が満たされると、熱融通部３にて熱融通を行った場合に、システム全体の効率が向上可能か否かの判定を行っている。所定の判定タイミング条件については、例えば、複数の熱負荷１０１，２０１の空調運転の台数の増減等により、第１熱源水系統１の熱源機１０３の負荷率、及び、第２熱源水系統２の熱源機２０３の負荷率の何れかが変化するごとに判定タイミング条件が満たされるように設定したり、所定時間が経過するごとに判定タイミング条件が満たされるように設定することもでき、各種の条件を設定することができる。

図１～図３では、第１熱源水系統１の熱源機１０３と第２熱源水系統２の熱源機２０３との両方を運転させる場合を示しているが、熱負荷１０１，２０１の状況によっては、複数の熱源水系統１，２のうち、一部の熱源水系統１，２が有する熱源機１０３，２０３を運転させることで、複数の熱源水系統１，２が有する全ての熱負荷１０１，２０１における全負荷を賄える場合がある。

そこで、制御部Ｈには、複数の熱源水系統１，２のうち、一部の熱源水系統１，２が有する熱源機１０３，２０３を運転させることで、全負荷を賄える一部運転状態か否かを判定する一部運転状態判定部３８が備えられている。制御部Ｈには、一部運転状態判定部３８に加えて、運転対象選択部３９、熱源機運転制御部４０が備えられている。

運転対象選択部３９は、一部運転状態判定部３８にて一部運転状態と判定した場合に、複数の熱源水系統１，２が有する全ての熱源機１０３，２０３から、一部の熱源機１０３，２０３を運転対象として選択している。熱源機運転制御部４０は、熱融通部３にて熱融通を実行させる状態で、運転対象選択部３９にて選択した熱源機１０３，２０３を運転させるように構成されている。熱源機１０３，２０３の運転については、熱源機運転制御部４０からの指令に基づいて、運転対象選択部３９にて選択した熱源機１０３，２０３を運転させるべく、系統用運転制御部１１４，２１４が熱源水系統１，２の運転を制御している。

図１～図４に示すものでは、第１熱源水系統１が４つの熱負荷１０１を有しており、第２熱源水系統２が２つの熱負荷２０１を有しているので、第１熱源水系統１の熱源機１０３と第２熱源水系統２の熱源機２０３とは能力が異なっている。図１～図４に示すものでは、第１熱源水系統１の熱源機１０３が、第２熱源水系統２の熱源機２０３よりも能力が高くなっている。

このように、能力の異なる熱源機１０３，２０３が存在する場合には、全負荷の大きさが同じでも、どの熱源機１０３，２０３を運転させるかによって負荷率が異なり、運転効率も異なる。そこで、運転対象選択部３９は、全負荷を賄うように熱源機１０３，２０３を運転させることで、運転効率が高い高効率状態となる熱源機１０３，２０３を運転対象として選択している。

図４では、負荷率とＣＯＰとの関係を示すグラフにおいて、熱融通を行う前の負荷率及びそのときの運転効率を示す位置を白塗り丸印にて示している。第１熱源水系統１の熱源機１０３の負荷率が小負荷率範囲（例えば、５０％よりも小さい範囲）であり、第２熱源水系統２の熱源機２０３の負荷率も小負荷率範囲（例えば、５０％よりも小さい範囲）となっている。全ての熱負荷１０１，２０１の合計である全負荷がこのような熱負荷の状況では、一部運転状態判定部３８が、一部運転状態であると判定している。

運転対象選択部３９は、熱融通部３にて熱融通を行った状態で、運転対象の熱源機１０３，２０３を運転させた場合に、その運転対象の熱源機１０３，２０３の負荷率の変化に基づいて、どの熱源機１０３，２０３が高効率状態となるかを判別して、運転対象の熱源機１０３，２０３を選択している。

図４では、運転対象選択部３９は、第１熱源水系統１の熱源機１０３と第２熱源水系統２の熱源機２０３とのいずれかを運転対象として選択するので、第１熱源水系統１の熱源機１０３の変化後における負荷率と第２熱源水系統２の熱源機２０３の変化後における負荷率とを比較している。第１熱源水系統１の熱源機１０３を運転対象として選択した場合には、左上側のグラフにおいて、熱融通を行う前の負荷率を示す白抜き丸印にて示す位置から、点線白塗り丸印にて示す位置に負荷率が変化する。それに対して、第２熱源水系統２の熱源機２０３を運転対象として選択した場合には、右上側のグラフにおいて、熱融通を行う前の負荷率を示す白抜き丸印にて示す位置から、黒塗り丸印にて示す位置に負荷率が変化する。第１熱源水系統１の熱源機１０３の変化後における負荷率は、第１最高効率範囲Ａ１よりも小さいままであるが、第２熱源水系統２の熱源機２０３の変化後における負荷率は、第２最高効率範囲Ａ２内となる。よって、第２熱源水系統２の熱源機２０３が高効率状態となるので、運転対象選択部３９が、第２熱源水系統２の熱源機２０３を運転対象として選択している。

熱源機運転制御部４０は、熱融通部３にて第２熱源水系統２から第１熱源水系統１に熱源水を供給して熱融通を行う。熱源機運転制御部４０は、第１開閉弁Ｋ１及び第４開閉弁Ｋ４を開状態（図中、白塗りにて示す）とし、且つ、第２開閉弁Ｋ２及び第３開閉弁Ｋ３を閉状態（図中、黒塗りにて示す）とし、通流ポンプ３４を作動させる。また、熱源機運転制御部４０は、第１熱源水系統１の熱源機１０３を運転停止させるべく（図４中、グレーにて示す）、第１系統用運転制御部１１４に指令を与え、第２熱源水系統２の熱源機２０３を運転させるべく、第２系統用運転制御部２１４に指令を与えている。

このようにして、第２熱源水系統２の熱源機２０３だけを運転させ、第２熱源水系統２から第１熱源水系統１へ熱源水を供給する熱融通を行うことで、全ての熱負荷１０１，２０１における全負荷を賄うことができ、しかも、熱源機２０３を高効率状態で運転できることから、システム全体の効率の向上を図ることができる。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
（１）上記実施形態では、第１熱源水系統１における熱源機１０３と第２熱源水系統２における熱源機２０３とを能力の異なるものとしているが、同じ能力のものとすることもできる。このとき、第１熱源水系統１に備える熱負荷１０１と第２熱源水系統２に備える熱負荷２０１の数を同じ数とすることができる。

（２）上記実施形態において、熱源水系統を３つ以上備える場合には、熱融通部が、１つの熱源水系統から複数の熱源水系統に熱源水を供給する形態で熱融通を行うことができる。このとき、往路用熱融通路を、１つの熱源水系統の往路から分岐させる状態で複数の熱源水系統の往路に接続し、復路用熱融通路を、複数の熱源水系統の復路から合流させる状態で１つの熱源水系統の復路に接続することができる。

（３）上記実施形態において、熱源水系統を３つ以上備える場合には、上記（２）とは逆に、熱融通部が、複数の熱源水系統から１つの熱源水系統に熱源水を供給する形態で熱融通を行うことができる。このとき、往路用熱融通路を、複数の熱源水系統の往路から合流させる状態で１つの熱源水系統の往路に接続し、復路用熱融通路を、１つの熱源水系統の復路から分岐させる状態で複数の熱源水系統の復路に接続することができる。

（４）上記実施形態では、複数の熱源水系統の夫々に、熱源機を１つずつ備えた場合を示したが、複数の熱源水系統の夫々に、熱源機を複数備えることもでき、熱源機の数については適宜変更が可能である。このとき、熱源水循環回路において、複数の熱源機を並列状態で備えることができる。また、例えば、複数の熱源機を運転させる優先順位を設定しておき、その優先順位に応じて、複数の熱源機を運転させることができる。

１ 第１熱源水系統（熱源水系統）
２ 第２熱源水系統（熱源水系統）
３ 熱融通部
３１ 往路用熱融通路
３２ 復路用熱融通路
３６ 効率判定部
３７ 熱融通制御部
３８ 一部運転状態判定部
３９ 運転対象選択部
４０ 熱源機運転制御部
１０１ 熱負荷
１０２ 熱源水循環回路
１０３ 熱源機
１０４ 往路
１０５ 復路
２０１ 熱負荷
２０２ 熱源水循環回路
２０３ 熱源機
２０４ 往路
２０５ 復路

Claims (3)

1. 熱負荷に対して熱源水循環回路にて熱源水を循環供給する熱源機を有する熱源水系統が複数備えられ、
   異なる熱源水系統の間で熱源水の授受を行う熱融通を実行可能な熱融通部と、
   前記熱融通部にて熱融通を行った場合に、熱源水の供給を受ける側の熱源水系統における熱源機での負荷率の変化、及び、熱源水を供給する側の熱源水系統における熱源機での負荷率の変化に基づいて、システム全体の効率が向上可能か否かを判定する効率判定部と、
   前記効率判定部にてシステム全体の効率が向上可能と判定した場合に、前記熱融通部にて熱融通を実行させる熱融通制御部とが備えられている熱源システム。
2. 前記熱源水循環回路は、前記熱源機から前記熱負荷に熱源水を供給する往路と、前記熱負荷から前記熱源機に熱源水を戻す復路とが備えられ、
   前記熱融通部は、異なる熱源水系統における前記往路同士を接続する往路用熱融通路と、異なる熱源水系統における前記復路同士を接続する復路用熱融通路とが備えられ、前記往路用熱融通路及び前記復路用熱融通路に熱源水を通流させて熱融通を行うように構成されている請求項１に記載の熱源システム。
3. 複数の熱源水系統のうち、一部の熱源水系統が有する前記熱源機を運転させることで、複数の熱源水系統が有する全ての熱負荷における全負荷を賄える一部運転状態か否かを判定する一部運転状態判定部と、
   前記一部運転状態判定部にて一部運転状態と判定した場合に、複数の熱源水系統が有する全ての熱源機から、一部の熱源機を運転対象として選択する運転対象選択部と、
   前記熱融通部にて熱融通を実行させる状態で、前記運転対象選択部にて選択した熱源機を運転させる熱源機運転制御部とが備えられ、
   複数の熱源水系統の間で前記熱源機の能力が異なる場合には、前記運転対象選択部が、全負荷を賄うように熱源機を運転させることで、運転効率が高い高効率状態となる熱源機を運転対象として選択している請求項１又は２に記載の熱源システム。
   
   

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