JPH10232000A - 熱利用に供する液体配管設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管の長さを短くし制御弁を省略してポンプ
の所要動力を低下させ、配管材料の省資源化とランニン
グコストの低減を実現する。 【解決手段】 ファンコイルユニット７を２以上備えこ
れらが互いに並列に接続された温度制御系１１を複数有
し、これらの温度制御系１１が熱源装置１３に主配管１
５を介して並列に接続され、この熱源装置１３により所
望の温度にした水を前記主配管１５を介して各温度制御
系１１に送り、この温度制御系１１にて熱交換をした
後、熱源装置１３に還す液体配管設備において、前記温
度制御系１１は、前記ファンコイルユニット７と、この
ファンコイルユニット７へ前記水を供給する能力制御可
能なポンプ５と、このポンプ５の上流側又は下流側に接
続され水の逆流を防止して流れの方向を一定に保つ逆止
弁３と、ファンコイルユニット７とポンプ５と逆止弁３
とを接続する枝配管９、とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱利用に供する液
体配管設備に関し、更に詳細には液体を熱媒とした熱利
用に供する液体配管設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】温熱・冷熱を水などの流体を熱媒として
所定の熱負荷に搬送することは公知である。例えば、空
気調和の分野において、建物を幾つかの区域に分割した
それぞれの区域（以下、「ゾーン」と記す。）を独立し
て空調する方法をゾーン制御方式と呼ぶが、このゾーン
制御方式を採用して各ゾーンを空調する場合の配管シス
テムの一つに逆還水法（リバースリターン法）がある。

【０００３】この逆還水法による熱利用に供する液体配
管設備は、図５に示すように、各ゾーン７３毎に制御弁
６１と熱利用機器たるファンコイルユニット（熱交換
器）７と枝配管９とから構成される温度制御系６３を有
している。

【０００４】これらの温度制御系６３は冷凍機等を備え
た熱源装置１３に主配管１５を介して並列に接続されて
おり、主配管１５は熱源装置１３の下流側に接続された
往管６５と熱源装置１３の上流側に接続された還り管６
７から構成されている。

【０００５】往管６５の上流側の端部には熱源装置１３
により調温された熱媒を送り出すポンプ６９が接続さ
れ、往管６５の下流側には枝配管９の上流側の端部が接
続されている。

【０００６】還り管６７の上流側には枝配管９の下流側
の端部が接続され、この枝配管９の下流側の端部が接続
された還り管６７の上流側はいったん往管６５と同一方
向に還されてその還す最終端Ｑにおいてファンコイルユ
ニット７で室内空気と熱交換された熱媒をまとめて熱源
装置１３に戻している。また、逆還水法では配管系を含
めた温度制御系６３の各圧力損失を同等にしてこの各温
度制御系６３に流入する熱媒の流量を同一にしている。
また、制御弁６１は各ゾーン７３の温度制御のために設
けられている。

【０００７】尚、温度制御系６３から流出した熱媒を往
管６５と同一の方向に還すための還り管を以下「竪管７
１」と記す。この逆還水法によれば、いずれのゾーン７
３を経由する場合もポンプ６９から竪管７１の下流端Ｑ
までの流路の長さを等しくすることができるので、熱源
装置１３により熱交換された熱媒を各ファンコイルユニ
ット７等にバランスよく流すことができるとともに、フ
ァンコイルユニット７各々に定流量弁などの流量調整手
段を省略できるという利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、逆還水
法では、温度制御系６３から流出した熱媒を往管６５と
同一の方向に還すための竪管７１を有しているため、各
温度制御系６３から流出した熱媒を往管６５と逆方向に
還すいわゆる直接還水法と比較すると、配管の長さは長
くなる。このため、配管材料を多量に消費するとともに
建設コストの増加を招くという問題を生じていた。

【０００９】また、温度制御系６３に備えられている制
御弁６１は流量制御性を高めるために、制御弁６１の圧
力損失が温度制御系６３全体の数十パーセントを占める
ように選定されている。このため、ポンプ６９は大きな
所要動力を必要として消費電力の増加を招くとい問題を
生じていた。

【００１０】さらに、従来の逆還水法による熱利用に供
する液体配管設備では、複数ある温度制御系６３に至る
配管系のなかで最も圧力損失が大きい配管系（温度制御
系６３を含む配管系）、即ち、ポンプ６９から最も遠い
配管系、の圧力損失値を基準にして、他の温度制御系６
３に至る配管系の圧力損失値をこれとほぼ同一となるよ
うに調整している。このため、エネルギを余分に必要と
し、消費電力をさらに増加させるという問題を生じてい
た。

【００１１】本発明の目的は、このような従来の技術の
問題点に鑑みてなされたものであり、配管材料の省資源
化を図り、建設コストの低下を実現するとともに、ポン
プ６９の所要動力を低下させて消費電力の低減を実現す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本発明は、熱交換
器を２以上備えこれらが互いに並列に接続された温度制
御系を複数有し、これらの温度制御系が熱源装置に主配
管を介して並列に接続され、この熱源装置により所望の
温度にした熱媒を前記主配管を介して各温度制御系に送
り、この温度制御系にて熱交換をした後、熱源装置に還
す液体配管設備において、前記温度制御系は、前記熱交
換器と、この熱交換器へ前記熱媒を供給する能力制御可
能なポンプと、このポンプの上流側又は下流側に接続さ
れ熱媒の逆流を防止して流れの方向を一定に保つ逆流防
止手段と、熱交換器とポンプと逆流防止手段とを接続す
る枝配管、とを備えることを特徴とする熱利用に供する
液体配管設備である。

【００１３】熱源装置により熱交換された熱媒は、各ゾ
ーン毎にポンプにより圧送されて主配管を通り逆流防止
手段を経由して各熱交換器に供給される。各温度制御系
に備えられたポンプは各温度制御系の温度（例えば、室
温）と設定温度にしたがってその運転能力が調整され
る。

【００１４】そして、熱媒は熱交換器により温度制御系
内の空気と熱交換し、各温度制御系に対応した熱負荷は
所望の温度になる。熱交換した熱媒は枝配管と主配管を
通って熱源装置に還される。そして、以後、前述した同
様の作用が繰り返される。

【００１５】熱源装置は熱媒に熱を供給したり熱媒から
熱を奪う機能を有すればどのようなシステムに構成され
ていてもよい。熱源装置としては、例えば、ボイラ等の
温熱源装置や冷凍機等を備えた冷熱源装置やヒートポン
プを例示することができる。

【００１６】また、熱源装置は蓄熱装置を備えるもので
もよい。蓄熱装置としては、例えば、水蓄熱槽や氷蓄熱
槽を例示することができる。ポンプは水の流量を増加さ
せても送水圧力を高く維持することができる能力を有す
るものであればその構造は問わない。ポンプとしては、
例えば、ラインポンプや遠心ポンプを例示することがで
きる。

【００１７】逆流防止手段は熱媒の逆流を防止し流れの
方向を一定に保つ機能を有すればその構造は問わない。
逆流防止手段としては、例えば、弁座の構造によりスイ
ング形とリフト形を例示することができる。

【００１８】熱交換器は熱媒に熱を供給したり熱媒から
熱を奪う機能を有すればその構造は問わない。熱交換器
としては、例えば、ファンコイルユニットを例示するこ
とができる。

【００１９】熱媒は水であることが好ましい。水は比熱
が大きく取り扱いが容易だからである。また、主配管に
は、全ての温度制御系をバイパスして主配管の上流側と
下流側を結ぶバイパス管路が接続され、このバイパス管
路には、熱源装置から送り出された熱媒の一部をバイパ
スさせて熱源装置の上流側に還す能力制御可能な循環ポ
ンプと、この循環ポンプの上流側又は下流側に接続され
熱媒の逆流を防止して流れの方向を一定に保つ逆流防止
手段、とが設けられていることが好ましい。

【００２０】現状の温度制御系に対応した熱負荷の温度
と該負荷の設定温度との温度差が小さい場合や、複数の
温度制御系のうちの一部の温度制御系における熱負荷の
熱消費の要求がない場合には、循環ポンプを起動して、
熱源装置から送り出された熱媒の一部をバイパス管路及
び逆流防止手段を経由して主配管に還す。このようにす
ると、熱源装置に流入する熱媒の流量を減少させずにす
み、その結果、熱源装置の熱交換効率を高い状態のまま
維持できる。また、熱源装置のうち、例えば、冷凍機な
どには、導入される熱媒量が一定以下の低流量時に機器
を停止させる安全保障回路を備えたものがあり、これら
機器の頻繁な停止を防止できる。

【００２１】また、前述したバイパス管路に循環ポンプ
と逆流防止手段を設ける替わりに、熱源装置に接続され
た主配管に全ての温度制御系をバイパスして主配管の上
流側と下流側を結ぶバイパス管路を接続し、このバイパ
ス管路の上流側の端部と熱源装置との間に熱源装置から
熱媒を送り出す能力制御可能な送出ポンプを設け、バイ
パス管路にこのバイパス管路内を流れる熱媒の流量を調
整する流量調整弁を設けることもできる。この場合にも
前記と同様の作用を奏する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱利用に供す
る液体配管設備の実施の形態を図１から図４の図面に基
づいて説明する。

【００２３】〔第１の実施の形態〕初めに、第１の実施
の形態の熱利用に供する液体配管設備について図１に基
づいて説明する。本発明の熱利用に供する液体配管設備
をゾーン制御方式による空調システムの例により説明す
る。この空調システムは建物等を幾つかの区域に分割
し、この分割された区域であるゾーンを各々独立に空調
するものである。

【００２４】例えば、建物が東西南北に面していて各面
に窓がある場合、この建物内部の窓のある周辺部を東ゾ
ーン、西ゾーン、南ゾーン、北ゾーンと分割すると、窓
からの日射等により各ゾーンの温度が変化するため、窓
のあるゾーン毎に区分けして空調をする必要がある。ま
た、会議室は人が使用する時のみ空調を必要とするの
で、この会議室を独立したゾーンにする必要もある。

【００２５】この熱利用に供する液体配管設備１は、３
つのゾーンに分割された態様であり、図１に示すよう
に、温度調整を行なうゾーン毎に逆止弁（逆流防止手
段）３とポンプ５と３台のファンコイルユニット（熱交
換器）７と枝配管９とから構成される温度制御系１１
ａ，１１ｂ，１１ｃを有し、これらの温度制御系１１
ａ，１１ｂ，１１ｃは熱源装置１３に主配管１５を介し
て並列に接続されて、熱源装置１３を中心にして水（熱
媒）の循環路が形成されている。以下、３つの温度制御
系１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対応した熱負荷（空調ゾー
ン）１２を図１の上方の空調ゾーン１２から第１空調ゾ
ーン１２ａ、第２空調ゾーン１２ｂ、第３空調ゾーン１
２ｃとして説明する。

【００２６】熱源装置１３からの出口水温は一定温度に
制御されており、熱源装置１３としては、冷凍機と冷却
塔などから構成される冷熱源装置や、蒸気ボイラと蒸気
・水熱交換器などから構成される温熱源装置、を例示で
きる。

【００２７】温度制御系１１はその上流側に逆止弁３を
有し、この逆止弁３の下流側に能力制御可能なポンプ５
が枝配管９を介して接続されており、このポンプ５の下
流側には３台のファンコイルユニット７が並列に枝配管
９を介して接続されている。尚、逆止弁３はポンプ５の
下流側であってファンコイルユニット７の上流側に設け
ることもできる。また、逆止弁３とポンプ５はファンコ
イルユニット７の下流側に設けてもよく、この場合、逆
止弁３はポンプ５の上流側又は下流側に設けることもで
きる。

【００２８】温度制御系１１にはこの温度制御系１１に
対応した空調ゾーン１２の温度を検知するための温度セ
ンサ１６が設けられている。ポンプ５はこの温度センサ
１６の検出信号に基づいてポンプ５の羽根車の回転数を
変化させることにより、枝配管９に流れる水の流量（又
は流速）を変化させてファンコイルユニット７に供給さ
れる水の流量を調整し、空調ゾーン１２を設定温度にす
ることができる。ポンプ５は、例えば、ラインポンプや
遠心ポンプを使用することができる。

【００２９】次に、各温度制御系１１に対応した空調ゾ
ーン１２を設定温度に制御する一実施例を、３つの空調
ゾーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃを全て温度制御する場合
と、１又は２つの空調ゾーン１２を温度制御する場合に
分けて説明する。

【００３０】（１）３つの空調ゾーン１２ａ，１２ｂ，
１２ｃを全て温度制御する場合 最初に、熱源装置１３を運転するとともに、第１空調ゾ
ーン１２ａ、第２空調ゾーン１２ｂ、第３空調ゾーン１
２ｃに対応する温度制御系１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各
ポンプ５と各ファンコイルユニット７を運転する。熱源
装置１３は各空調ゾーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃの温度
制御の程度に応じてその運転能力を制御し水を所定の一
定温度にする。

【００３１】次に、熱源装置１３により一定温度に調温
された水は各温度制御系１１ａ、１１ｂ、１１ｃの各ポ
ンプ５により圧送されて主配管１５を通り各枝配管９に
流入する。

【００３２】この枝配管９に流入した水は逆止弁３を経
由して３つのファンコイルユニット７にそれぞれ供給さ
れる。３つのファンコイルユニット７は並列に接続さ
れ、各ファンコイルユニット７や枝配管９の圧力損失は
同一であり、さらに枝配管９の配管長さも同一であるこ
とから、即ち、逆還水法で接続されていることから、各
ファンコイルユニット７に供給される水の流量は同一と
なる。従って、３つの全ての空調ゾーン１２ａ、１２
ｂ、１２ｃを均一な設定温度にすることができる。

【００３３】次に、熱交換された水はファンコイルユニ
ット７から流出し枝配管９を流れて主配管１５に流入
し、この主配管１５を通って熱源装置１３に還る。そし
て、各空調ゾーン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ毎に温度セン
サ（室温センサ）１６の検出信号と各空調ゾーン１２
ａ，１２ｂ，１２ｃの設定温度とを比較してこれらの温
度差に基づいてポンプ５の羽根車の回転数を制御して、
ファンコイルユニット７に流入する水の流量を調整し各
温度制御系１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対応した空調ゾー
ン１２ａ，１２ｂ，１２ｃを設定温度にする。そして、
熱源装置１３により水は再び調温され、以後、前述した
同様の作用が繰り返される。

【００３４】（２）１又は２つの空調ゾーン１２を温度
制御する場合 第１空調ゾーン１２ａと第２空調ゾーン１２ｂを温度制
御する場合には、熱源装置１３を運転するとともに、第
１空調ゾーン１２ａと第２空調ゾーン１２ｂに対応する
温度制御系１１ａ，１１ｂのポンプ５とファンコイルユ
ニット７を運転する。そして、第３空調ゾーン１２ｃに
対応する温度制御系１１ｃのポンプ５とファンコイルユ
ニット７は運転しない。

【００３５】熱源装置１３は温度制御する空調ゾーン１
２の数に応じてその運転能力を制御して水を所定の一定
温度にする。熱源装置１３から流出する水の流れと熱交
換等については、前述（１）に準じるのでその説明は省
略する。但し、逆止弁３の作用により温度制御系１１ｃ
の熱媒とこの系より下流の熱媒が他の温度制御系１１
ａ，１１ｂの系に吸引されることはない。

【００３６】尚、温度制御する空調ゾーン１２の組合せ
は前述したものには限られず、第１空調ゾーン１２ａの
みを温度制御することも可能である。従来の逆還水法に
よる熱利用に供する液体配管設備では温度制御系１１か
ら流出した水を熱源装置１３に接続された上流側の主配
管１５と同一の方向に一旦還すための竪管７１が必要で
あったが、第１の実施の形態の熱利用に供する液体配管
設備１ではこの竪管７１が不要なため、配管の長さを短
くすることができるとともに、配管材料の省資源化を実
現することができる。

【００３７】また、温度制御系１１に従来必要であった
制御弁６１の代わり能力制御可能なポンプ５を使用する
ことにより、各温度制御系１１全体の圧力損失を低下さ
せ、且つポンプ５の所要動力を小さくさせることができ
る。このため、消費電力の低減を図ることができる。

【００３８】さらに、各温度制御系１１毎に独立してポ
ンプ５を運転させることができ、且つこのポンプ５の運
転能力を制御することができるので、消費電力の低減を
さらに図ることができる。

【００３９】〔第２の実施の形態〕第１の実施の形態の
熱利用に供する液体配管設備１は温度制御する温度制御
系１１に対応した空調ゾーン１２の数が減少したり、ま
た、温度制御系１１に対応した空調ゾーン１２に設置さ
れた室温センサ１６の現在値と設定値の差が小さい場合
（以下、「低負荷時」と記す。）には、熱源装置１３に
流入する水の流量が少なくなるにともない熱源装置１３
内の伝熱面の伝熱性能も低下している。

【００４０】そこで、第２の実施の形態の熱利用に供す
る液体配管設備では、熱源装置１３に流入する水の流量
を減少させないようにして、熱源装置１３内の伝熱面の
伝熱性能熱を高い状態のまま維持させて一定の温度に調
温された水を温度制御系１１に供給することができるよ
うにしたものである。

【００４１】以下、第２の実施の形態の熱利用に供する
液体配管設備について図２に基づいて説明する。第２の
実施の形態の熱利用に供する液体配管設備１７では、熱
源装置１３に接続された主配管１５に、全ての温度制御
系１１ａ，１１ｂ，１１ｃをバイパスして主配管１５の
上流側と下流側を結ぶバイパス管路１９を接続してい
る。

【００４２】このバイパス管路１９の上流側には水の逆
流を防止し流れの方向を一定に保つ逆止弁２３と、この
逆止弁２３の下流側に接続され熱源装置１３から送り出
される水の一部をバイパスさせて熱源装置１３の上流側
に熱媒である水を供給する能力制御可能な循環ポンプ２
１と、が設けられている。その他の構成については第１
の実施の形態の熱利用に供する液体配管設備１と同様な
ので、同一態様部分については同一符号を附してその説
明は省略する。

【００４３】循環ポンプ２１は温度制御系１１内の熱交
換の程度や空調が必要な空調ゾーン１２の数に応じて循
環ポンプ２１の羽根車の回転数を変化させることができ
るものであり、例えば、ラインポンプや遠心ポンプを例
示することができる。

【００４４】次に、３つの空調ゾーン１２ａ，１２ｂ，
１２ｃのうち、第１空調ゾーン１２ａでは熱消費の要求
がなく（空調せず）、第２空調ゾーン１２ｂと第３空調
ゾーン１２ｃを温度制御する場合の一実施例の作用を説
明する。

【００４５】最初に、熱源装置１３を運転するととも
に、第２空調ゾーン１２ｂと第３空調ゾーン１２ｃに対
応する温度制御系１１ｂ，１１ｃの各ポンプ５と各ファ
ンコイルユニット７を運転する。そして、第１空調ゾー
ン１２ａに対応する温度制御系１１ａのポンプ５とファ
ンコイルユニット７は運転しない。

【００４６】熱源装置１３により調温された水は熱源装
置１３から送り出されて主配管１５を通りバイパス管路
１９が接続された部位で分岐し、その水の一部はバイパ
ス管路１９に流入し、残りの水は主配管１５を通って第
２空調ゾーン１１ｂと第３空調ゾーン１１ｃに対応する
温度制御系１１ｂ，１１ｃに流入する。この温度制御系
１１ｂ，１１ｃに流入する水の流れと熱交換等について
は、前述した第１の実施の形態に準じるのでその説明は
省略する。

【００４７】第１空調ゾーン１１ａに対応する温度制御
系１１ａのポンプ５は運転されず逆止弁３は閉止するの
で、温度制御系１１ａに設けられたファンコイルユニッ
ト７に水が流入することはない。

【００４８】従って、熱源装置１３に接続された下流側
の主配管１５においてこの主配管１５の上流側に流入す
る水の流量は、第２空調ゾーン１２ｂと第３空調ゾーン
１２ｃに対応する温度制御系１１ｂ，１１ｃから流出す
る水の流量の合計となり、３つの空調ゾーン１２に温度
制御が必要な場合と比較すると、その水の流量は約２／
３に減少する。

【００４９】そして、下流側の主配管１５に流入した水
はこの主配管１５を通って熱源装置１３に向かって流れ
る。一方、熱源装置１３から送り出され循環ポンプ２１
によって熱源装置１３廻りを循環する水は、バイパス管
路１９を流れ逆止弁２３を経由して前記主配管１５を流
れる水に合流する。従って、熱源装置１３に流入する水
の流量は維持される。

【００５０】ところで、熱源装置１３の運転能力につい
て言えば、温度制御が必要な空調ゾーン１２が２つの場
合は３つの場合よりも運転能力は低減する。しかしなが
ら、上述したようにバイパス管路１９を介して熱源であ
る水が熱源装置１３に供給されるので温度制御が必要な
空調ゾーン１２の数が減少しても熱源装置１３に供給さ
れる水の流量は維持される。従って、熱源装置１３の伝
熱面は高い伝熱性能を維持したまま運転をすることがで
きるので、熱交換効率も高い状態を維持することができ
る。また、低流量による冷凍機などの稼動停止を防止で
きる。

【００５１】バイパス管路１９を流れる水の流量は、た
とえば熱源装置１３の出入側と入口側の差圧に対応して
循環ポンプ２１の羽根車の回転数を変化させることによ
り調整される。

【００５２】尚、温度制御する空調ゾーン１２の組合せ
は前述したものには限られず、３つの空調ゾーン１２を
同時に温度制御するとともにその温度制御の程度を小さ
くしてもよい。

【００５３】第２の実施の形態の熱利用に供する液体配
管設備１７によれば、低負荷時の場合においても熱源装
置１３に流入する水の流量（又は流速）を極端に減少さ
せることなく熱交換効率を高い状態のまま維持させて、
流入した水を所望の温度にして各温度制御系１１に供給
することができる。従って、熱利用に供する液体配管設
備１７の空調効率を向上させるとともに、消費電力の低
減を図ることができる。

【００５４】〔第３の実施の形態〕第３の実施の形態の
熱利用に供する液体配管設備では、ブースタポンプを設
備する例を示す。この熱利用に供する液体配管設備で
は、低負荷時においてバイパス管路１９に水を流入させ
て熱源装置１３に流入する水の流量を減少させないよう
にして、熱交換効率を高い状態のまま維持させて一定の
温度に調温した水を温度制御系１１に供給できるように
したものである。

【００５５】以下、第３の実施の形態の熱利用に供する
液体配管設備について図３に基づいて説明する。第３の
実施の形態の熱利用に供する液体配管設備２５では、バ
イパス管路１９の上流側端部と熱源装置１３との間に熱
源装置１３から水を送り出し能力制御可能なブースタポ
ンプ（送出ポンプ）２９を有し、バイパス管路１９には
このバイパス管路１９を流れる水の流量を調整する流量
調整弁２７が設けられている。その他の構成については
前記第２の実施の形態の熱利用に供する液体配管設備１
７と同一なので同一態様部分については同一符号を附し
てその説明は省略する。

【００５６】ブースタポンプ２９は温度制御する温度制
御系１１が稼動していれば常に運転されている。ブース
タポンプ２９は、例えば、遠心ポンプを使用することが
できる。

【００５７】流量調整弁２７は温度制御系１１に対応す
る空調ゾーン１２の温度調整の程度や温度制御が必要な
空調ゾーン１２の数に対応して弁の開度を変化させてバ
イパス管路１９を流れる水の流量を調整する。流量調整
弁２７としては、例えば、二方弁を使用することができ
る。

【００５８】次に、３つの空調ゾーン１２の内、第１空
調ゾーン１２ａの空調を停止し、第２空調ゾーン１２ｂ
と第３空調ゾーン１２ｃを温度制御をする場合の一実施
例の作用を説明する。

【００５９】最初に、熱源装置１３を運転するととも
に、送出ポンプ２９と第２空調ゾーン１２ｂと第３空調
ゾーン１２ｃに対応する温度制御系１１ｂ，１１ｃの各
ポンプ５と各ファンコイルユニット７を運転する。第１
空調ゾーン１２ａに対応する温度制御系１１ａのポンプ
５とファンコイルユニット７は運転しない。

【００６０】熱源装置１３により調温された水は、熱源
装置１３からブースタポンプ２９によって圧送され、そ
の一部は主配管１５の摩擦抵抗によりバイパス管路１９
に流入し、流量調整弁２７を経由して一定の流量になり
主配管１５を流れる水に合流する。従って、熱源装置１
３に流入する水は極端に減少することなく熱源装置１３
により所定の温度になる。

【００６１】熱源装置１３は低負荷時においても全ての
空調ゾーン１２を温度制御する場合と比較するとその運
転能力を低減させて運転されるが、水の熱交換効率を高
い状態のままを維持することができる。

【００６２】一方、ブースタポンプ２９の下流側で分岐
した残りの水は主配管１５を通って第２空調ゾーン１２
ｂと第３空調ゾーン１２ｃに対応する温度制御系１１
ｂ，１１ｃに流入する。この温度制御系１１ｂ，１１ｃ
に流入する水の流れと熱交換や第１空調ゾーン１２ａに
対応する温度制御系１１ａへの水の流れについては、第
２の実施の形態に準じるのでその説明は省略する。

【００６３】尚、温度制御する空調ゾーン１２の組合せ
は前述したものには限られず、３つの空調ゾーン１２を
同時に温度制御するとともにその温度制御の程度を小さ
くしてもよい。

【００６４】第３の実施の形態の熱利用に供する液体配
管設備２５によれば、低負荷時において熱源装置１３に
流入する水の流量（又は流速）を極端に減少させること
なく、熱源装置１３の熱交換効率を高い状態で維持させ
ることができる。従って、熱利用に供する液体配管設備
２５の空調効率が向上するとともに、消費電力を低下さ
せることができる。

【００６５】また、主配管１５の上流側にブースタポン
プ２９を設けることにより、温度制御系１１内に備えら
れたポンプ５の小型化が可能になる。

【００６６】〔第４の実施の形態〕次に、第４の実施の
形態の熱利用に供する液体配管設備について図４に基づ
いて説明する。第４の実施の形態の熱利用に供する液体
配管設備３１は、熱源装置１３に蓄熱槽（蓄熱装置）３
３を備えた点で第１の実施の形態の熱利用に供する液体
配管設備１と相違する。

【００６７】この熱利用に供する液体配管設備３１の基
本的構成は第１の実施の形態の熱利用に供する液体配管
設備１と同様なので、同一態様部分については同一符号
を附してその説明は省略する。

【００６８】この熱利用に供する液体配管設備３１の熱
源装置３２は水−水熱交換器３５と熱源水を製造する空
気熱源ヒートポンプ３７と２台のポンプ３９ａ，３９ｂ
と蓄熱槽３３とから構成されている。

【００６９】水−水熱交換器３５は温度制御系１１を通
過した水と蓄熱槽３３の熱源水（冷温水）との間で熱交
換をさせるものであり、水−水熱交換器３５の二次側流
路４５には主配管１５が接続され、一次側流路４７には
蓄熱槽３３の熱源水の循環管路４１が接続されている。

【００７０】蓄熱槽３３の熱源水はポンプ３９ｂにより
圧送されて循環管路４１、水−水熱交換器３５の一次側
流路４７を通過して再び蓄熱槽３３に還る。また、蓄熱
槽３３の熱源水は空気熱源ヒートポンプ３７によって一
定温度で蓄熱される。

【００７１】尚、蓄熱槽３３は、循環管路４１の放出口
から放出された熱源水が循環管路４３の取水口に短絡し
ないように、循環管路４３の放出口から放出された熱源
水が循環管路４１の取水口に短絡しないように、そし
て、蓄熱槽３３内において循環管路４１の放出口から蓄
熱槽３３に放出される熱源水と循環管路４３の放出口か
ら蓄熱槽３３に放出される熱源水が混合されないよう構
成されている。

【００７２】水−水熱交換器３５は、例えば、プレート
型熱交換器を使用することができ、空気熱源ヒートポン
プ３７のかわりにコージェネレーションシステムの発電
排熱など伝熱面を有する熱製造機器を使用することがで
きる。また、蓄熱の形態は氷でも潜熱蓄熱材でもよく、
水−水熱交換の一次側液体はブラインや氷水スラリーで
もよい。

【００７３】第４の実施の形態の熱利用に供する液体配
管設備３１によれば、熱源装置３２は蓄熱槽３３を備え
ることにより、熱源装置３２の第１熱交換器３５の設備
容量を小さくすることができるとともに、熱交換効率を
向上させることができる。従って、熱利用に供する液体
配管設備３１における消費電力の低減を図ることができ
る。

【００７４】

【他の実施例】上記第１〜第４の発明の実施の形態では
温度制御系１１に対応した空調ゾーン１２の温度センサ
１６の検出信号と熱源装置１３，３２から流出する一定
の出口水温に基づいてポンプ５の運転能力を変化させ水
の流量制御を行なっているが、これに限るものではな
く、熱源装置１３，３２から流出する水の温度変化と温
度センサ１６の検出信号に対応してポンプ５，２１，２
９の運転能力を変化させて水の流量制御を行なうことも
できる。

【００７５】また、ＤＨＣ（地域冷暖房）からの受入熱
源を熱源装置としてもよい。さらに、熱交換器はファン
コイルユニット７に限られず、水熱源ヒートポンプユニ
ット、ブラインを用いた冷凍・冷蔵庫の冷却ユニット、
パネルヒータ、ファンコンベクタなど個別型の放熱・吸
熱作用をする機器により構成できる。

【００７６】逆流防止手段としては逆止弁の他にオンオ
フ弁（二方弁・電磁弁）を用いることができる。オンオ
フ弁は弁廻りで管径を絞ることがないので、制御弁を用
いた場合のような圧力損出の増加を招かない。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明の熱利用に供する液体配管設備によれば、熱交換
器を２以上備えこれらが互いに並列に接続された温度制
御系を複数有し、これらの温度制御系が熱源装置に主配
管を介して並列に接続され、この熱源装置により所望の
温度にした熱媒を主配管を介して各温度制御系に送り、
この温度制御系にて熱交換をした後、熱源装置に還す液
体配管設備において、温度制御系は、熱交換器と、この
熱交換器へ熱媒を供給する能力制御可能なポンプと、こ
のポンプの上流側又は下流側に接続され熱媒の逆流を防
止して流れの方向を一定に保つ逆止弁と、熱交換器とポ
ンプと逆止弁とを接続する枝配管、とを備えることによ
り、温度制御系から流出した熱媒を上流側の主配管と同
一の方向に一旦還すための配管が不要となり、配管の長
さを短くすることができる。このため、配管材料の省資
源化を図ることができるとともに建設コストの低減を図
ることができる。

【００７８】また、温度制御系全体の圧力損失を低下さ
せことができるので、ポンプの所要動力を小さくするこ
とができる。このため、消費電力の低減を図ることがで
きる。

【００７９】さらに、各温度制御系毎に独立してポンプ
を運転させることができ、且つこのポンプの運転能力を
制御することができるので、消費電力の低減をさらに図
ることができる。

【００８０】また、主配管には、全ての温度制御系をバ
イパスして主配管の上流側と下流側を結ぶバイパス管路
が接続され、このバイパス管路には、熱源装置から流り
出された熱媒の一部をバイパスさせて熱源装置の上流側
に還す能力制御可能な循環ポンプと、この循環ポンプの
上流側又は下流側に接続され熱媒の逆流を防止して流れ
の方向を一定に保つ逆止弁、とが設けられている場合に
は、温度制御系の温度制御の程度が小さい時や温度制御
が必要な温度制御系の数が減少したときでも、熱源装置
に流入する熱媒の流量（又は流速）を極端に減少させる
ことなく且つ熱源装置の熱交換効率を高い状態のまま維
持させ、流入した熱媒を所望の温度にして各温度制御系
に供給することができる。従って、熱源装置の機器効率
（例えば冷凍機成績係数）が向上し消費電力を低減する
ことができる。

【００８１】また、バイパス管路に流量調整弁を設け、
このバイパス管路の上流側の端部と熱源装置との間に熱
源装置から熱媒を送り出す能力制御可能な送出ポンプを
設た場合にも、熱源装置の機器効率（例えば冷凍機成績
係数）が向上し消費電力を低減することができるととも
に、温度制御系内に設けられたポンプの小型化が可能に
なる。

【００８２】また、熱源装置が蓄熱装置を備えている場
合には、熱源装置内の他の設備容量を小さくすることが
できるとともに、熱の利用形態の多様化を図ることがで
きる。従って、消費電力の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態における熱利用に
供する液体配管設備を示す構成図である。

【図２】 本発明の第２の実施の形態における熱利用に
供する液体配管設備を示す構成図である。

【図３】 本発明の第３の実施の形態における熱利用に
供する液体配管設備を示す構成図である。

【図４】 本発明の第４の実施の形態における熱利用に
供する液体配管設備を示す構成図である。

【図５】 従来の熱利用に供する液体配管設備を示す構
成図である。

【符号の説明】

１，１７，２５，３１ 熱利用に供する液体配管設備 ３ 逆止弁（逆流防止手段） ５ ポンプ ７ ファンコイルユニット（熱交換器） ９ 枝配管 １１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 温度制御系 １３，３２ 熱源装置 １５ 主配管 １９ バイパス管路 ２１ 循環ポンプ ２３ 逆止弁 ２７ 流量調整弁 ２９ ブースタポンプ（送出ポンプ） ３３ 蓄熱槽（蓄熱装置）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器を２以上備えこれらが互いに並
   列に接続された温度制御系を複数有し、これらの温度制
   御系が熱源装置に主配管を介して並列に接続され、この
   熱源装置により所望の温度にした熱媒を前記主配管を介
   して各温度制御系に送り、この温度制御系にて熱交換を
   した後、熱源装置に還す液体配管設備において、 前記温度制御系は、前記熱交換器と、この熱交換器へ前
   記熱媒を供給する能力制御可能なポンプと、このポンプ
   の上流側又は下流側に接続され熱媒の逆流を防止して流
   れの方向を一定に保つ逆流防止手段と、熱交換器とポン
   プと逆流防止手段とを接続する枝配管、とを備えること
   を特徴とする熱利用に供する液体配管設備。
2. 【請求項２】 前記主配管には、全ての温度制御系をバ
   イパスして主配管の上流側と下流側を結ぶバイパス管路
   が接続され、このバイパス管路には、熱源装置から送り
   出された熱媒の一部をバイパスさせて熱源装置の上流側
   に還す能力制御可能な循環ポンプと、この循環ポンプの
   上流側又は下流側に接続され熱媒の逆流を防止して流れ
   の方向を一定に保つ逆流防止手段、とが設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱利用に供する液体
   配管設備。
3. 【請求項３】 前記主配管には、全ての温度制御系をバ
   イパスして主配管の上流側と下流側を結ぶバイパス管路
   が接続され、このバイパス管路の上流側の端部と熱源装
   置との間には、熱源装置から熱媒を送り出す能力制御可
   能な送出ポンプが設けられ、バイパス管路にはこのバイ
   パス管路内を流れる熱媒の流量を調整する流量調整弁が
   設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱利
   用に供する液体配管設備。
4. 【請求項４】 前記熱源装置は蓄熱装置を備えることを
   特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱利用に
   供する液体配管設備。