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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024075217
(43)【公開日】2024-06-03
(54)【発明の名称】温水製造システム
(51)【国際特許分類】
F24H 1/00 20220101AFI20240527BHJP
F24H 1/18 20220101ALI20240527BHJP
F24H 15/10 20220101ALI20240527BHJP
F24H 15/248 20220101ALI20240527BHJP
F24H 15/215 20220101ALI20240527BHJP
F24H 15/219 20220101ALI20240527BHJP
F24H 15/305 20220101ALI20240527BHJP
F24H 15/325 20220101ALI20240527BHJP
F24H 15/335 20220101ALI20240527BHJP
【ＦＩ】
F24H1/00 631A
F24H1/18 G
F24H15/10
F24H15/248
F24H15/215
F24H15/219
F24H15/305
F24H15/325
F24H15/335
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022186492
(22)【出願日】2022-11-22
(71)【出願人】
【識別番号】000175272
【氏名又は名称】三浦工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(72)【発明者】
【氏名】小栗 司
(72)【発明者】
【氏名】井上 陽貴
(72)【発明者】
【氏名】山本 剛史
【テーマコード（参考）】
3L122
【Ｆターム（参考）】
3L122AA02
3L122AA26
3L122AB22
3L122BA02
3L122BA12
3L122BB06
3L122DA01
3L122EA05
(57)【要約】
【課題】熱回収用の熱交換器がパンクしても、温水の品質に悪影響を与えることのない温水製造システムを提供すること。
【解決手段】温水製造システム１は、温水タンク３０に用水Ｗ１を供給する第１給水ラインＬ１０と、第１給水ラインＬ１０の給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段１０と、熱媒体Ｗ２を貯留するバッファタンク４０と、バッファタンク４０に接続された循環ラインＬ５０と、循環ラインＬ５０の循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段５０と、電動式エアコンプレッサ６０の熱回収により、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２を加熱する加熱装置６１と、加熱装置６１で加熱後の熱媒体Ｗ２と、第１給水ラインＬ１０を流通する用水Ｗ１を熱交換する水熱交換器７０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】温水製造システム１は、温水タンク３０に用水Ｗ１を供給する第１給水ラインＬ１０と、第１給水ラインＬ１０の給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段１０と、熱媒体Ｗ２を貯留するバッファタンク４０と、バッファタンク４０に接続された循環ラインＬ５０と、循環ラインＬ５０の循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段５０と、電動式エアコンプレッサ６０の熱回収により、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２を加熱する加熱装置６１と、加熱装置６１で加熱後の熱媒体Ｗ２と、第１給水ラインＬ１０を流通する用水Ｗ１を熱交換する水熱交換器７０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
事業所内の負荷設備で利用する用水を温水化する温水製造システムであって、
前記負荷設備に対して設置された温水タンクと、
前記温水タンクに用水を供給する給水ラインと、
前記給水ラインの給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段と、
熱媒体を貯留するバッファタンクと、
前記バッファタンクに接続された循環ラインと、
前記循環ラインの循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段と、
電動式エアコンプレッサの熱回収により、前記循環ラインを流通する熱媒体を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置で加熱後の熱媒体と、前記給水ラインを流通する用水とを熱交換する水熱交換器と、を備える温水製造システム。
前記負荷設備に対して設置された温水タンクと、
前記温水タンクに用水を供給する給水ラインと、
前記給水ラインの給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段と、
熱媒体を貯留するバッファタンクと、
前記バッファタンクに接続された循環ラインと、
前記循環ラインの循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段と、
電動式エアコンプレッサの熱回収により、前記循環ラインを流通する熱媒体を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置で加熱後の熱媒体と、前記給水ラインを流通する用水とを熱交換する水熱交換器と、を備える温水製造システム。
【請求項2】
前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段及び前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える請求項１に記載の温水製造システム。
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段及び前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える請求項１に記載の温水製造システム。
【請求項3】
前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、
前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える請求項１に記載の温水製造システム。
前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える請求項１に記載の温水製造システム。
【請求項4】
前記電動式エアコンプレッサは、
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
前記循環状態切替手段を循環実行状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項２又は３に記載の温水製造システム。
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
前記循環状態切替手段を循環実行状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項２又は３に記載の温水製造システム。
【請求項5】
前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、
前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記循環ラインに接続され、前記加熱装置に対して熱媒体をバイパスさせるバイパスラインと、
前記循環ラインを流通する熱媒体の流路を、前記加熱装置又は前記バイパスラインに切り替える切替弁と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に保持しつつ、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記切替弁を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路が前記加熱装置の側になるように前記切替弁を制御し、
前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路が前記バイパスラインの側になるように前記切替弁を制御する請求項１に記載の温水製造システム。
前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記循環ラインに接続され、前記加熱装置に対して熱媒体をバイパスさせるバイパスラインと、
前記循環ラインを流通する熱媒体の流路を、前記加熱装置又は前記バイパスラインに切り替える切替弁と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に保持しつつ、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記切替弁を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路が前記加熱装置の側になるように前記切替弁を制御し、
前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路が前記バイパスラインの側になるように前記切替弁を制御する請求項１に記載の温水製造システム。
【請求項6】
前記電動式エアコンプレッサは、
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
熱媒体の流路が前記加熱装置の側になるように前記切替弁を制御中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、熱媒体の流路が前記バイパスラインの側になるように前記切替弁を制御中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項５に記載の温水製造システム。
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
熱媒体の流路が前記加熱装置の側になるように前記切替弁を制御中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、熱媒体の流路が前記バイパスラインの側になるように前記切替弁を制御中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項５に記載の温水製造システム。
【請求項7】
前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、
前記水熱交換器から前記バッファタンクに還流する熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記循環ラインに設けられた制御弁と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に保持しつつ、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記制御弁を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が目標温度となるように、前記制御弁の開度を調整する請求項１に記載の温水製造システム。
前記水熱交換器から前記バッファタンクに還流する熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記循環ラインに設けられた制御弁と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に保持しつつ、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記制御弁を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が目標温度となるように、前記制御弁の開度を調整する請求項１に記載の温水製造システム。
【請求項8】
前記電動式エアコンプレッサは、
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
前記液冷式熱交換器に導入される熱媒体の温度が上限温度未満である場合に、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記液冷式熱交換器に導入される熱媒体の温度が上限温度以上である場合に、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項７に記載の温水製造システム。
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
前記液冷式熱交換器に導入される熱媒体の温度が上限温度未満である場合に、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記液冷式熱交換器に導入される熱媒体の温度が上限温度以上である場合に、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項７に記載の温水製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、温水製造システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、エネルギーの利用効率を高めるとの観点から、圧縮空気の製造と同時に熱回収により温水を製造することができるコージェネレーション型の空気圧縮システムが提案されている。例えば、特許文献１，２には、電動エアコンプレッサの圧縮熱を回収して、所望温度の温水を得る温水製造システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－６７７４３号公報
【特許文献2】国際公開第２０１７／１１１１２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
エアコンプレッサは、圧縮空気の吐出圧力を高めるほど、より吐出温度が高くなる。そのため、腐食促進成分（塩化物イオン、硫酸イオン、溶存酸素、残留塩素）が含まれている水道水等の用水と圧縮熱含有流体を熱交換させて温水を製造すると、熱交換器の水側の伝熱面で高温腐食が起こりやすい。伝熱面の腐食が進行すると、金属材料の強度を低下させ、やがては熱交換器のパンク（破損・破裂）を招くおそれがある。
【0005】
特に、給油式のエアコンプレッサで熱回収を行う場合、圧縮空気だけでなく、潤滑油からも熱回収を行うため、熱交換器がパンクすると、温水に潤滑油が混入する懸念がある。例えば、温水を加工品の洗浄に用いる場合には、洗浄不良の原因となり得るし、温水をボイラ給水に用いる場合には、蒸気の品質を悪化させてしまう。
【0006】
そこで、本発明は、熱回収用の熱交換器がパンクしても、温水の品質に悪影響を与えることのない温水製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、事業所内の負荷設備で利用する用水を温水化する温水製造システムであって、前記負荷設備に対して設置された温水タンクと、前記温水タンクに用水を供給する給水ラインと、前記給水ラインの給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段と、熱媒体を貯留するバッファタンクと、前記バッファタンクに接続された循環ラインと、前記循環ラインの循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段と、電動式エアコンプレッサの熱回収により、前記循環ラインを流通する熱媒体を加熱する加熱装置と、前記加熱装置で加熱後の熱媒体と、前記給水ラインを流通する用水とを熱交換する水熱交換器と、を備える温水製造システム。
【0008】
第１の態様の温水製造システムは、前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段及び前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える。
【0009】
第２の態様の温水製造システムでは、前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える。
【0010】
第１の態様及び第２の態様では、前記電動式エアコンプレッサは、前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させることが好ましい。
【0011】
第３の態様の温水製造システムでは、前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、前記循環ラインに接続され、前記加熱装置に対して熱媒体をバイパスさせるバイパスラインと、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路を、前記加熱装置又は前記バイパスラインに切り替える切替弁と、前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に保持しつつ、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記切替弁を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路が前記加熱装置の側になるように前記切替弁を制御し、前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路が前記バイパスラインの側になるように前記切替弁を制御する。
【0012】
第３の態様では、前記電動式エアコンプレッサは、前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、熱媒体の流路が前記加熱装置の側になるように前記切替弁を制御中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、熱媒体の流路が前記バイパスラインの側になるように前記切替弁を制御中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させることが好ましい。
【0013】
第４の態様の温水製造システムでは、温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、前記水熱交換器から前記バッファタンクに還流する熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、前記循環ラインに設けられた制御弁と、前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に保持しつつ、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記制御弁を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、前記温度検知手段の検知温度が目標温度となるように、前記制御弁の開度を調整する。
【0014】
第４の態様では、前記電動式エアコンプレッサは、前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、前記液冷式熱交換器に導入される熱媒体の温度が上限温度未満である場合に、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記液冷式熱交換器に導入される熱媒体の温度が上限温度以上である場合に、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、熱回収用の熱交換器がパンクしても、温水の品質に悪影響を与えることのない温水製造システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第１実施形態に係る温水製造システムの構成を示す概略図である。
【図2】温水タンクの設定水位を示す模式図である。
【図3】本発明の第２実施形態に係る温水製造システムの構成を示す概略図である。
【図4】本発明の第３実施形態に係る温水製造システムの構成を示す概略図である。
【図5】本発明の第４実施形態に係る温水製造システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の温水製造システム１の第１実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る温水製造システム１の構成を示す概略図である。温水製造システム１は、電動式エアコンプレッサ６０から圧縮熱を回収することで用水Ｗ１を加熱して温水化し、その温水Ｗ３を事業所内の負荷設備１００に供給するシステムである。
以下、本発明の温水製造システム１の第１実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る温水製造システム１の構成を示す概略図である。温水製造システム１は、電動式エアコンプレッサ６０から圧縮熱を回収することで用水Ｗ１を加熱して温水化し、その温水Ｗ３を事業所内の負荷設備１００に供給するシステムである。
【0018】
１．１ 電動式エアコンプレッサの構成
本実施形態では、エアコンプレッサ６０は、給油式のエアコンプレッサとして構成されており、外部から吸込んだ空気を圧縮機本体により圧縮して圧縮空気とし、これを各種の空圧機器などへ吐出することが可能である。圧縮機本体は、例えばツインスクリュ式の圧縮機構を有する。
本実施形態では、エアコンプレッサ６０は、給油式のエアコンプレッサとして構成されており、外部から吸込んだ空気を圧縮機本体により圧縮して圧縮空気とし、これを各種の空圧機器などへ吐出することが可能である。圧縮機本体は、例えばツインスクリュ式の圧縮機構を有する。
【0019】
エアコンプレッサ６０は、圧縮空気及び潤滑油（圧縮熱含有流体）から排熱を回収するための液冷式熱交換器６２と、圧縮空気及び潤滑油（圧縮熱含有流体）から排熱を大気中に放出するための空冷式熱交換器６３を備えている。液冷式熱交換器６２は、液冷オイルクーラと液冷アフタークーラの２つの熱交換器から構成されている。液冷オイルクーラは、潤滑油と冷却液（熱媒体Ｗ２）との熱交換によって潤滑油を冷却しつつ、冷却液を加熱する。液冷アフタークーラは、圧縮空気と冷却液（熱媒体Ｗ２）との熱交換によって圧縮空気を冷却しつつ、冷却液を加熱する。水冷式熱交換器６２は、後述する加熱装置６１として機能する。一方、空冷式熱交換器６３は、空冷オイルクーラと空冷アフタークーラの２つの熱交換器から構成されている。空冷式熱交換器６３は、液冷式熱交換器６２で熱回収できない場合に、潤滑油及び圧縮空気を冷却用空気との熱交換により冷却する。
【0020】
１．２ 温水製造システムの基本構成
温水製造システム１は、温水タンク３０、バッファタンク４０、第１給水ラインＬ１０、第２給水ラインＬ２０、第２給水ラインＬ２０、循環ラインＬ５０、第１給水状態切替手段１０、第２給水状態切替手段２０、循環状態切替手段５０、加熱装置６１、水熱交換器７０及び制御装置９０を主に備えている。温水タンク３０には、事業所内の負荷設備１００で利用される温水Ｗ３が蓄えらる。この温水Ｗ３は、温水タンク３０から負荷設備１００に配水ラインＬ３０を介して供給される。なお、第１実施形態の負荷設備１００は、例えば蒸気ボイラ装置であり、温水Ｗ３をボイラ給水として利用する。
温水製造システム１は、温水タンク３０、バッファタンク４０、第１給水ラインＬ１０、第２給水ラインＬ２０、第２給水ラインＬ２０、循環ラインＬ５０、第１給水状態切替手段１０、第２給水状態切替手段２０、循環状態切替手段５０、加熱装置６１、水熱交換器７０及び制御装置９０を主に備えている。温水タンク３０には、事業所内の負荷設備１００で利用される温水Ｗ３が蓄えらる。この温水Ｗ３は、温水タンク３０から負荷設備１００に配水ラインＬ３０を介して供給される。なお、第１実施形態の負荷設備１００は、例えば蒸気ボイラ装置であり、温水Ｗ３をボイラ給水として利用する。
【0021】
温水タンク３０への用水Ｗ１の供給は、第１給水ラインＬ１０及び第２給水ラインＬ２０を介して行われる。この用水Ｗ１は、後述するように原水Ｗ０を軟化処理した水である。第１給水ラインＬ１０の始端部は、給水源に接続されており、終端部が温水タンク３０に接続されている。第２給水ラインＬ２０の始端部は、分岐点Ｐ１で第１給水ラインＬ１０に接続され、終端部が合流点Ｐ２で第１給水ラインＬ１０に接続されている。すなわち、第２給水ラインＬ２０は、始端部が給水源に接続され、終端部が温水タンク３０に接続されていると見做すことができる。
【0022】
第１給水ラインＬ１０には、温水タンク３０に対する給水実行状態と給水停止状態とを切り替える第１給水状態切替手段１０が備えられている。第１給水状態切替手段１０は、第１給水ラインＬ１０の下流側に配置された第１給水弁１１、及び上流側に配置された給水ポンプ１２により構成されている。
【0023】
第１給水弁１１の下流側には、温水化された用水Ｗ１（温水Ｗ３）の温度を検知する第１温度検知手段１３が設けられている。第１温度検知手段１３は、例えば熱電対やサーミスタ等を利用した温度センサである。以下においては、第１温度検知手段１３を温度センサ１３と称する。
【0024】
給水ポンプ１２の後段には、硬水軟化装置８０が配置されている。硬水軟化装置８０は、陽イオン交換樹脂を用いて原水Ｗ０に含まれる硬度成分を除去し、軟化処理された用水Ｗ１（軟化水）を得る装置である。なお、ボイラ給水の水処理においては、硬水軟化装置８０の後段に脱酸素装置を配置することもできる。脱酸素装置は、中空繊維状の気体分離膜（中空糸膜）モジュールを用いて用水Ｗ１に含まれる溶存酸素を除去し、脱酸素処理された用水Ｗ１（脱酸素水）を得る装置である。
【0025】
第２給水ラインＬ２０には、温水タンク３０に対する給水実行状態と給水停止状態とを切り替える第２給水状態切替手段２０が備えられている。第２給水状態切替手段２０は、第２給水ラインＬ２０に配置された第２給水弁２１により構成されている。なお、給水ポンプ１２は、第２給水ライン２０に対しても用水Ｗ２を流通させるので、第２給水状態切替手段２０の一部を構成している。
【0026】
第１給水ラインＬ１０には、第１給水弁１１と分岐点Ｐ１の間に水熱交換器７０が設けられている。この水熱交換器７０は、後述する循環ラインＬ５０（復路Ｌ５２）を流通する熱媒体Ｗ２と、第１給水ラインＬ１０を流通する用水Ｗ１とを熱交換し、温水タンク３０に貯留される用水Ｗ１を温水化する。なお、水熱交換器７０は、種々のタイプのものを使用することができるが、プレート式熱交換器の場合、熱媒体Ｗ２と用水Ｗ１を向流で熱交換させるのが好ましい。
【0027】
温水タンク３０には、水位検知手段３１が備えられている。本実施形態では、水位検知手段３１は、水位センサ３１Ａ及び水位センサ３１Ｂにより構成されている。これらの水位センサ３１Ａ，３１Ｂは、温水Ｗ３の圧力水頭をダイヤフラムおよび内部に充填されたシリコンオイルを介して、ダイヤフラム上に形成されたストレインゲージにより電気信号に変換し、この電気信号に基づいて水位を検知する。水位センサ３１Ａは、図２に示す第１設定水位Ｈ１及び第２設定水位Ｈ２を検知する。水位センサ３１Ｂは、図２に示す第３設定水位Ｈ２及び第４設定水位Ｈ４を検知する。なお、圧力水頭の測定レンジが十分に大きい場合には、単一の圧力センサを水位検知手段３１としてもよい。また、水位検知手段３１は、上述の圧力式の水位センサに替えて、電極式、静電容量式、超音波式などの水位センサを使用することもできる。
【0028】
バッファタンク４０には、第１給水ラインＬ１０の分岐点Ｐ３から延設された補水ラインＬ４０が接続されている。補水ラインＬ４０には、補水手段４３として定水位弁が設けられており、用水Ｗ１が熱媒水Ｗ２として補給されるようになっている。定水位弁は、バッファタンク４０内に取り付けられたボールタップをパイロット弁として開閉操作される弁機構であり、熱媒体Ｗ２の蒸発損失などによりバッファタンク４０の液位が下がった場合に開放される。
【0029】
バッファタンク４０には、圧力検知手段４１が備えられている。圧力検知手段４１は、熱媒体Ｗ２の低水位（渇水状態）を検知する圧力スイッチである。この圧力スイッチは、例えば上位設定圧力の検知でオン動作し、下位設定圧力の検知でオフ動作する。以下においては、圧力検知手段４１を圧力スイッチ４１と称する。
【0030】
バッファタンク４０には、循環ラインＬ５０が接続されている。循環ラインＬ５０は、バッファタンク５０に貯留された熱媒体Ｗ２を加熱装置６１に対して循環させるための回路である。循環ラインＬ５０は、加熱装置６１への往路Ｌ５１、及び加熱装置６１からの復路Ｌ５２で構成されている。なお、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２を循環水ということもある。加熱装置６１は、電動式エアコンプレッサ６０に付設されている液冷式熱交換器６２である。加熱装置６１は、電動式エアコンプレッサ６０からの熱回収により、循環水Ｗ２を加熱する。
【0031】
循環ラインＬ５０には、循環水Ｗ２の循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段５０が備えられている。水循環状態切替手段５０は、往路Ｌ５１に配置された循環ポンプ５１及び復路Ｌ５２に配置された制御弁５２により構成されている。循環ポンプ５１の吐出側には、アキュムレータ５５が接続されている。制御弁２２は、後述する制御手段８０からの駆動信号により開閉制御される。なお、制御弁５２は、液冷式熱交換器６２と共に筐体内に収容し、電動式エアコンプレッサ６０の熱回収ユニットとして構成されていてもよい。
【0032】
また、復路Ｌ５２には、加熱装置６１と制御弁５２の間に水熱交換器７０が設けられている。つまり、水熱交換器７０は、復路Ｌ５２を流通する熱媒水Ｗ２が熱交換コアの高温側流路を通過する一方、第１給水ラインＬ１０を流通する用水Ｗ１が熱交換コアの低温側流路を通過するように配置されている。
【0033】
温水製造システム１には、さらに制御手段９０が備えられている。制御手段９０は、水位検知手段３１の検知水位に基づいて、第１給水状態切替手段１０、第２給水状態切替手段２０及び循環状態切替手段５０を制御するシステムコントローラである。制御手段９０には、第１水位センサ３１Ａ、第２水位センサ３１Ｂ、圧力スイッチ４１及び温度センサ１３の検知信号が入力される。また、制御手段９０からは、第１給水弁１１、給水ポンプ１２、第２給水弁２１、循環ポンプ５２及び制御弁５２に対して駆動信号が出力される。
【0034】
１．３ 温水製造システムの給水制御
制御手段９０による第１給水状態切替手段１０及び第２給水状態切替手段２０の制御について、図２を参照しながら説明する。図２は、温水タンク３０の設定水位を示す模式図である。
制御手段９０による第１給水状態切替手段１０及び第２給水状態切替手段２０の制御について、図２を参照しながら説明する。図２は、温水タンク３０の設定水位を示す模式図である。
【0035】
第１給水状態切替手段１０及び第２給水状態切替手段２０の制御を切り替える基準水位として、温水タンク３０に対して４段階の水位を設定する。各設定水位は、図２に示す通り、第２設定水位Ｈ２＞第４設定水位Ｈ４＞第１設定水位Ｈ１＞第３設定水位Ｈ３の関係となっている。第２設定水位Ｈ２と第４設定水位Ｈ４は、同じとしてもよい（Ｈ２＝Ｈ４＞Ｌ１＞Ｌ３）。
【0036】
また、第４設定水位Ｈ４は、第１設定水位Ｈ１と同じ、又は第１設定水位Ｈ１よりも下位になるように設定してもよい。すなわち、第２設定水位Ｈ２＞第１設定水位Ｈ１≧第４設定水位Ｈ４＞第３設定水位Ｈ３の関係としてもよい。
【0037】
制御手段９０は、水位検知手段３１（第１水位センサ３１Ａ及び第２水位センサ３１Ｂ）の検知水位に基づいて第１給水状態切替手段１０及び第２給水状態切替手段２０を制御する。
〔Ａ１〕第１水位センサ３１Ａの検知水位が第１設定水位Ｈ１まで下降した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水実行状態に切り替える。具体的には、第１給水弁１１を開放すると共に給水ポンプ１２を駆動させる。
〔Ａ２〕第１水位センサ３１Ａの検知水位が第１設定水位Ｈ１よりも上位の第２設定水位Ｈ２まで上昇した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水停止状態に切り替える。具体的には、第１給水弁１１を閉鎖すると共に給水ポンプ１２を停止させる。
〔Ａ３〕第２水位センサ３１Ｂの検知水位が第１設定水位Ｈ１よりも下位の第３設定水位Ｈ３まで下降した場合に、第２給水状態切替手段２０を給水実行状態に切り替える。具体的には、給水ポンプ１２の駆動を継続しつつ、第２給水弁２１を開放する。
〔Ａ４〕第２水位センサ３１Ｂの検知水位が第３設定水位Ｈ３よりも上位の第４設定水位Ｈ４まで上昇した場合に、第２給水状態切替手段２１を給水停止状態に切り替える。具体的には、給水ポンプ１２の駆動を継続しつつ、第２給水弁２１を閉鎖する。
〔Ａ１〕第１水位センサ３１Ａの検知水位が第１設定水位Ｈ１まで下降した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水実行状態に切り替える。具体的には、第１給水弁１１を開放すると共に給水ポンプ１２を駆動させる。
〔Ａ２〕第１水位センサ３１Ａの検知水位が第１設定水位Ｈ１よりも上位の第２設定水位Ｈ２まで上昇した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水停止状態に切り替える。具体的には、第１給水弁１１を閉鎖すると共に給水ポンプ１２を停止させる。
〔Ａ３〕第２水位センサ３１Ｂの検知水位が第１設定水位Ｈ１よりも下位の第３設定水位Ｈ３まで下降した場合に、第２給水状態切替手段２０を給水実行状態に切り替える。具体的には、給水ポンプ１２の駆動を継続しつつ、第２給水弁２１を開放する。
〔Ａ４〕第２水位センサ３１Ｂの検知水位が第３設定水位Ｈ３よりも上位の第４設定水位Ｈ４まで上昇した場合に、第２給水状態切替手段２１を給水停止状態に切り替える。具体的には、給水ポンプ１２の駆動を継続しつつ、第２給水弁２１を閉鎖する。
【0038】
ここで、第１給水状態切替手段１０を給水実行状態に切り替えることは、水熱交換器７０に用水Ｗ１を流通させ、熱媒水Ｗ２からの受熱により生成された温水Ｗ３を温水タンク３０に供給することを意味する。一方、第２給水状態切替手段２０を給水実行状態に切り替えることは、加熱されていない用水Ｗ２（冷水）を温水タンク３０に供給することを意味する。
【0039】
また、制御手段９０は、第１給水状態切替手段１０を給水実行状態に切替中、給湯温度一定制御を実行するのが好ましい。この給湯温度一定制御では、制御手段９０は、温度センサ１３の検知温度が目標温度（例えば７０℃）になるように、第１給水弁１１の開度を調整する。水熱交換器７０に流通させる用水Ｗ１の流量を調整することにより、温水タンク３０に対して目標温度に調節された温水Ｗ３を供給することができる。
【0040】
１．４ 温水製造システムの熱媒体加熱制御
制御手段９０は、第１給水状態切替手段１０の動作に同期・同調させて循環状態切替手段５０を制御することにより、熱媒体加熱制御を実行する。
〔Ｂ１〕第１給水状態切替手段１０が給水実行状態に切り替えられた場合に、循環状態切替手段５０を循環実行状態に切り替える。具体的には、第１水位センサ３１Ａの検知水位が第１設定水位Ｈ１まで下降した場合に、制御弁５２を開放すると共に循環ポンプ５１を駆動させる。これにより、加熱装置６１への通水が開始され、水熱交換器７０において用水Ｗ１の加熱が開始される。
〔Ｂ２〕第１給水状態切替手段１０が給水停止状態に切り替えられた場合に、循環状態切替手段５０を循環停止状態に切り替える。具体的には、第１水位センサ３１Ａの検知水位が第２設定水位Ｈ２まで上昇した場合に、循環ポンプ５１を停止させると共に制御弁５２を閉鎖する。これにより、加熱装置６１への通水が中断され、水熱交換器７０において用水Ｗ１の加熱が中断される。
制御手段９０は、第１給水状態切替手段１０の動作に同期・同調させて循環状態切替手段５０を制御することにより、熱媒体加熱制御を実行する。
〔Ｂ１〕第１給水状態切替手段１０が給水実行状態に切り替えられた場合に、循環状態切替手段５０を循環実行状態に切り替える。具体的には、第１水位センサ３１Ａの検知水位が第１設定水位Ｈ１まで下降した場合に、制御弁５２を開放すると共に循環ポンプ５１を駆動させる。これにより、加熱装置６１への通水が開始され、水熱交換器７０において用水Ｗ１の加熱が開始される。
〔Ｂ２〕第１給水状態切替手段１０が給水停止状態に切り替えられた場合に、循環状態切替手段５０を循環停止状態に切り替える。具体的には、第１水位センサ３１Ａの検知水位が第２設定水位Ｈ２まで上昇した場合に、循環ポンプ５１を停止させると共に制御弁５２を閉鎖する。これにより、加熱装置６１への通水が中断され、水熱交換器７０において用水Ｗ１の加熱が中断される。
【0041】
また、制御手段９０は、循環状態切替手段５０を給水実行状態に切替中、バッファタンク４０の渇水状態を検知して、循環ポンプ５１の空運転を防止するのが望ましい。制御手段９０は、循環ポンプ５１の駆動中、圧力スイッチ４１により低水位に相当する下位設定圧力が検知されると、循環ポンプ５１を強制停止させると共に、制御弁５２を閉鎖する。
【0042】
１．５ 加熱装置による熱回収制御
エアコンプレッサ６０のローカルコントローラは、循環状態切替手段５０の切替状態に応じて、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）による熱回収の有無を切り替える制御を実行する。具体的には、循環状態切替手段５０を循環実行状態に切替中、圧縮空気及び潤滑油（圧縮熱含有流体）を液冷式熱交換器６２（液冷インタークーラ及び液冷アフタークーラ）に流通させる。また、循環状態切替手段５０を循環停止状態に切替中、圧縮空気及び潤滑油（圧縮熱含有流体）を空冷式熱交換器６３（空冷インタークーラ及び空冷アフタークーラ）に流通させる。
エアコンプレッサ６０のローカルコントローラは、循環状態切替手段５０の切替状態に応じて、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）による熱回収の有無を切り替える制御を実行する。具体的には、循環状態切替手段５０を循環実行状態に切替中、圧縮空気及び潤滑油（圧縮熱含有流体）を液冷式熱交換器６２（液冷インタークーラ及び液冷アフタークーラ）に流通させる。また、循環状態切替手段５０を循環停止状態に切替中、圧縮空気及び潤滑油（圧縮熱含有流体）を空冷式熱交換器６３（空冷インタークーラ及び空冷アフタークーラ）に流通させる。
【0043】
以上説明した第１実施形態の温水製造システム１によれば、以下の効果を奏する。
【0044】
（１）温水製造システム１は、事業所内の負荷設備１００で利用する用水Ｗ１を温水化する温水製造システム１であって、負荷設備１００に対して設置された温水タンク３０と、温水タンク３０に用水Ｗ１を供給する第１給水ラインＬ１０と、第１給水ラインの給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段１０と、熱媒体Ｗ２を貯留するバッファタンク４０と、バッファタンク４０に接続された循環ラインＬ５０と、循環ラインＬ５０の循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段５０と、電動式エアコンプレッサ６０の熱回収により、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２を加熱する加熱装置６１と、加熱装置６１で加熱後の熱媒体Ｗ２と、第１給水ラインＬ１０を流通する用水Ｗ１とを熱交換する水熱交換器７０と、を備える。
【0045】
加熱装置６１は、電動式エアコンプレッサ６０からの排熱を利用して熱媒体Ｗ２を加熱する。水熱交換器７０は、熱媒体Ｗ２を熱源流体として用水Ｗ１を加熱する。用水Ｗ１を加熱装置６１で直接加熱しないように構成することで、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）がパンクしても、潤滑油等の不純物による汚染は熱媒体Ｗ２に止まるので、温水Ｗ３の品質に悪影響を与えることのないシステムを実現できる。
【0046】
（２）上記（１）の温水製造システム１において、温水タンク３０内の水位を検知する水位検知手段３１と、水位検知手段３１の検知水位に基づいて、第１給水状態切替手段１０及び循環状態切替手段５０を制御する制御手段９０と、を備え、制御手段９０は、水位検知手段３１の検知水位が第１設定水位Ｈ１まで下降した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水実行状態に切り替えると共に、循環状態切替手段５０を循環実行状態に切り替え、水位検知手段３１の検知水位が第１設定水位Ｈ１よりも上位の第２設定水位Ｈ２まで上昇した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水停止状態に切り替えると共に、循環状態切替手段５０を循環停止状態に切り替える。
【0047】
負荷設備１００の温水需要が増加し、温水タンク３０が減水した場合には、第１給水ラインＬ１０を介して用水Ｗ１が温水タンク３０に供給される。この用水Ｗ１は、水熱交換器７０において循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２により加熱され、温水Ｗ３となる。また、負荷設備１００の温水需要が減少し、温水タンク３０が満水になった場合には、用水Ｗ１の供給が停止され、熱媒体Ｗ２の循環も停止される。これにより、温水需要に応答して、エアコンプレッサ６０からの熱回収の有無を確実に切り替えることができる。
【0048】
（３）上記（２）の温水製造システム１において、電動式エアコンプレッサ６０は、加熱装置６１として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体Ｗ２とを熱交換する液冷式熱交換器６２と、圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器６３と、を有し、循環状態切替手段２０を循環実行状態に切替中、圧縮熱含有流体を液冷式熱交換器６２に流通させる一方、循環状態切替手段２０を循環停止状態に切替中、圧縮熱含有流体を空冷式熱交換器６３に流通させる。
【0049】
循環状態切替手段２０が循環停止状態に切り替えられ、液冷式熱交換器６２で熱回収が中断された状態では、空冷式熱交換器６３を用いて圧縮熱含有流体の放熱が行われる。これにより、エアコンプレッサ６０を故障させることなく、安定して稼動させることができる。
【0050】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の温水製造システム１の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は、第２実施形態に係る温水製造システム１の構成を示す概略図である。以下の説明では、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、相違しない点についは、その説明を省略する。
以下、本発明の温水製造システム１の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は、第２実施形態に係る温水製造システム１の構成を示す概略図である。以下の説明では、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、相違しない点についは、その説明を省略する。
【0051】
２．１ 温水製造システムの構成
第２実施形態の温水製造システム１では、硬水軟化装置８０が分岐点Ｐ３よりも下流側の補水ラインＬ４０に配置されている。すなわち、バッファタンク４０には、軟化処理された用水Ｗ１が補給される一方で、温水タンク３０には、水道水等の原水Ｗ０が用水として供給されるように構成されている。
第２実施形態の温水製造システム１では、硬水軟化装置８０が分岐点Ｐ３よりも下流側の補水ラインＬ４０に配置されている。すなわち、バッファタンク４０には、軟化処理された用水Ｗ１が補給される一方で、温水タンク３０には、水道水等の原水Ｗ０が用水として供給されるように構成されている。
【0052】
負荷設備１００は、例えば食品の調理・加工設備や飲料の製造設備である。第２実施形態に係るシステム構成は、水道水をそのまま生産用水として使用したり、水道水に所要の水処理を施した生産用水（例えば、純水やＲＯ水）を使用したりする場合に適用される。なお、原水Ｗ０に水処理を施す場合には、分岐点Ｐ１，Ｐ３の間の第１給水ラインＬ１０に各種の水処理装置が設置される。
【0053】
バッファタンク４０には、圧力検知手段４１に加えて、第２温度検知手段４２が備えられている。第２温度検知手段４２は、貯留水（すなわち、加熱装置６１に導入される熱媒体Ｗ２）の温度を検知する。本実施形態では、第２温度検知手段４２は、温度スイッチ（サーモスタット）により構成されている。この温度スイッチは、例えば下位の第１設定温度（例えば４０℃）の検知でオフ動作し、上位の第２設定温度Ｔ２（例えば６５℃）の検知でオン動作する。以下においては、第２温度検知手段４２を温度スイッチ４２と称することがある。
【0054】
２．２ 温水製造システムの熱媒体加熱制御
制御手段９０は、第１給水状態切替手段１０の動作とは独立して、第２温度検知手段４２の検知温度に基づいて循環状態切替手段２０を制御する。
〔Ｃ１〕第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１まで下降した場合に、循環状態切替手段５０を循環実行状態に切り替える。具体的には、温度スイッチ４２のオフ信号の入力によって、制御弁５２を開放すると共に循環ポンプ５１が駆動させる。これにより、加熱装置６１への通水が開始され、水熱交換器７０において用水Ｗ１の加熱が開始される。
〔Ｃ２〕第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１よりも上位の第２設定温度Ｔ２まで上昇した場合に、循環状態切替手段５０を循環停止状態に切り替える。具体的には、温度スイッチ４２のオン信号の入力によって循環ポンプ５１を停止させると共に制御弁５２を閉鎖する。これにより、加熱装置６１への通水が中断され、水熱交換器７０において用水Ｗ１の加熱が中断される。
制御手段９０は、第１給水状態切替手段１０の動作とは独立して、第２温度検知手段４２の検知温度に基づいて循環状態切替手段２０を制御する。
〔Ｃ１〕第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１まで下降した場合に、循環状態切替手段５０を循環実行状態に切り替える。具体的には、温度スイッチ４２のオフ信号の入力によって、制御弁５２を開放すると共に循環ポンプ５１が駆動させる。これにより、加熱装置６１への通水が開始され、水熱交換器７０において用水Ｗ１の加熱が開始される。
〔Ｃ２〕第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１よりも上位の第２設定温度Ｔ２まで上昇した場合に、循環状態切替手段５０を循環停止状態に切り替える。具体的には、温度スイッチ４２のオン信号の入力によって循環ポンプ５１を停止させると共に制御弁５２を閉鎖する。これにより、加熱装置６１への通水が中断され、水熱交換器７０において用水Ｗ１の加熱が中断される。
【0055】
ここで、第２設定温度Ｔ２は、エアコンプレッサ６０の内部を循環する潤滑油の冷却温度を考慮して設定される。潤滑油の最高使用温度は、概ね８０℃程度であり、この温度を超えると潤滑油の熱劣化が進行したり、圧縮機構の熱損傷が発生したりするおそれがある。潤滑油の温度を８０℃以下に抑制するためには、水冷オイルクーラへの循環水Ｗ２の入水温度を６５℃以下に維持する必要がある。そのため、上位設定温度Ｔ２は、６５℃以下の値が設定される。
【0056】
前述の〔Ｃ１〕及び〔Ｃ２〕の制御では、第２温度検知手段４２の検知温度が第２設定温度Ｔ２まで上昇すると熱回収が中断され、エアコンプレッサ６０で生成された圧縮空気は、空冷式熱交換器６３で冷却される。バッファタンク４０からの自然放熱により、第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１まで下降すると熱回収が再開される。
【0057】
２．３ 加熱装置による熱回収制御
エアコンプレッサ６０のローカルコントローラは、循環状態切替手段５０の切替状態に応じて、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）による熱回収の有無を切り替える制御を実行する。具体的には、循環状態切替手段５０を水循環実行状態に切替中、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を液冷式熱交換器６２（液冷インタークーラ及び液冷アフタークーラ）に流通させる。また、循環状態切替手段２３を水循環停止状態に切替中、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を空冷式熱交換器６３（空冷インタークーラ及び空冷アフタークーラ）に流通させる。
エアコンプレッサ６０のローカルコントローラは、循環状態切替手段５０の切替状態に応じて、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）による熱回収の有無を切り替える制御を実行する。具体的には、循環状態切替手段５０を水循環実行状態に切替中、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を液冷式熱交換器６２（液冷インタークーラ及び液冷アフタークーラ）に流通させる。また、循環状態切替手段２３を水循環停止状態に切替中、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を空冷式熱交換器６３（空冷インタークーラ及び空冷アフタークーラ）に流通させる。
【0058】
以上説明した第２実施形態の温水製造システム１によれば、以下の効果を奏する。
【0059】
（４）上記（１）の温水製造システム１において、温水タンク３０内の水位を検知する水位検知手段３１と、加熱装置６１に導入される熱媒体Ｗ２の温度を検知する第２温度検知手段４２と、水位検知手段３１の検知水位に基づいて、第１給水状態切替手段１０を制御すると共に、第２温度検知手段４２の検知温度に基づいて、循環状態切替手段５０を制御する制御手段９０と、を備え、制御手段９０は、水位検知手段３１の検知水位が第１設定水位Ｈ１まで下降した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水実行状態に切り替え、水位検知手段３１の検知水位が第１設定水位Ｈ１よりも上位の第２設定水位Ｈ２まで上昇した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水停止状態に切り替え、第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１まで下降した場合に、循環状態切替手段５０を循環実行状態に切り替え、第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１よりも上位の第２設定温度Ｔ２まで上昇した場合に、循環状態切替手段５０を循環停止状態に切り替える。
【0060】
負荷設備１００での温水需要量がない場合には、バッファタンク４０の熱媒体Ｗ２の温度が経時的に上昇する。熱媒体Ｗ２の温度が第２設定温度Ｔ２に達すると、熱媒体Ｗ２の循環が停止され、熱回収が中断される。これにより、エアコンプレッサ６０の圧縮機構への吸気温度の上昇が抑制され、圧縮空気製造時の比エネルギーを許容レベルに維持することができる。
【0061】
（５）上記（４）の温水製造システム１において、電動式エアコンプレッサ６０は、加熱装置６１として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体Ｗ２とを熱交換する液冷式熱交換器６２と、圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器６３と、を有し、循環状態切替手段２０を循環実行状態に切替中、圧縮熱含有流体を液冷式熱交換器６２に流通させる一方、循環状態切替手段２０を循環停止状態に切替中、圧縮熱含有流体を空冷式熱交換器６３に流通させる。
【0062】
循環状態切替手段２０が循環停止状態に切り替えられ、液冷式熱交換器６２で熱回収が中断された状態では、空冷式熱交換器６３を用いて圧縮熱含有流体の放熱が行われる。これにより、エアコンプレッサ６０を故障させることなく、安定して稼動させることができる。
【0063】
＜第３実施形態＞
以下、本発明の温水製造システム１の第３実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、第３実施形態に係る温水製造システム１の構成を示す概略図である。以下の説明では、第２実施形態と相違する点を中心に説明し、相違しない点についは、その説明を省略する。
以下、本発明の温水製造システム１の第３実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、第３実施形態に係る温水製造システム１の構成を示す概略図である。以下の説明では、第２実施形態と相違する点を中心に説明し、相違しない点についは、その説明を省略する。
【0064】
３．１ 温水製造システムの構成
第３実施形態の温水製造システム１は、第２実施形態の構成に加えてバイパスラインＬ５３及び切替弁５３を備えている。バイパスラインＬ５３は、液冷式熱交換器６２の入口側の往路Ｌ５１から分岐し、出口側の復路Ｌ５２に合流する流路である。切替弁５３は、バイパスラインＬ５３の分岐点に設けられる三方弁であり、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路を、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）又はバイパスラインＬ５３に切り替え可能になっている。制御手段９０からは、切替弁５３に対して操作信号が出力される。なお、切替弁５３は、加熱装置６１の一次側に設けた二方弁とバイパスラインＬ５３に設けた二方弁を併用して構成してもよい。
第３実施形態の温水製造システム１は、第２実施形態の構成に加えてバイパスラインＬ５３及び切替弁５３を備えている。バイパスラインＬ５３は、液冷式熱交換器６２の入口側の往路Ｌ５１から分岐し、出口側の復路Ｌ５２に合流する流路である。切替弁５３は、バイパスラインＬ５３の分岐点に設けられる三方弁であり、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路を、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）又はバイパスラインＬ５３に切り替え可能になっている。制御手段９０からは、切替弁５３に対して操作信号が出力される。なお、切替弁５３は、加熱装置６１の一次側に設けた二方弁とバイパスラインＬ５３に設けた二方弁を併用して構成してもよい。
【0065】
３．２ 温水製造システムの水加熱制御
制御手段９０は、前述の〔Ｃ１〕及び〔Ｃ２〕の制御に替えて、下記の制御を実行する。なお、圧力スイッチ４１により低水位に相当する下位設定圧力が検知されていない状態では、循環状態切替手段５０は、循環実行状態に保持（循環ポンプ５１：駆動、制御弁５２：開放）されている。
〔Ｄ１〕第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１まで下降した場合に、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路が加熱装置６１の側になるように切替弁５３を制御する。これにより、バッファタンク４０から送出された熱媒体Ｗ２は、加熱装置６１及び水熱交換器７０を順に通過した後、バッファタンク４０に還流される。
〔Ｄ２〕第１温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１よりも上位の第２設定温度Ｔ２まで上昇した場合に、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路がバイパスラインＬ５３の側になるように切替弁５３を制御する。これにより、バッファタンク４０から送出された熱媒体Ｗ２は、加熱装置６１を迂回して水熱交換器７０のみを通過した後、バッファタンク４０に還流される。
制御手段９０は、前述の〔Ｃ１〕及び〔Ｃ２〕の制御に替えて、下記の制御を実行する。なお、圧力スイッチ４１により低水位に相当する下位設定圧力が検知されていない状態では、循環状態切替手段５０は、循環実行状態に保持（循環ポンプ５１：駆動、制御弁５２：開放）されている。
〔Ｄ１〕第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１まで下降した場合に、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路が加熱装置６１の側になるように切替弁５３を制御する。これにより、バッファタンク４０から送出された熱媒体Ｗ２は、加熱装置６１及び水熱交換器７０を順に通過した後、バッファタンク４０に還流される。
〔Ｄ２〕第１温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１よりも上位の第２設定温度Ｔ２まで上昇した場合に、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路がバイパスラインＬ５３の側になるように切替弁５３を制御する。これにより、バッファタンク４０から送出された熱媒体Ｗ２は、加熱装置６１を迂回して水熱交換器７０のみを通過した後、バッファタンク４０に還流される。
【0066】
これらの制御では、第２温度検知手段４２の検知温度が第２設定温度Ｔ２まで上昇すると熱回収が停止され、エアコンプレッサ６０で生成された圧縮空気は、空冷式熱交換器６３で冷却される。熱回収の停止中、負荷設備１００で温水需要があり、温水タンク３０に原水Ｗ０（用水）が供給されている状態では、水熱交換器７０で循環水Ｗ２と原水Ｗ０の熱交換が行われるため、循環水Ｗ２の温度が次第に下降することになる。そして、第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１まで下降すると熱回収が再開される。第２実施形態では、バッファタンク４０からの自然放熱が進むまでは熱回収を再開できないが、第３実施形態では、水熱交換器７０を通じて循環水Ｗ２が強制冷却されるので、早期に熱回収を再開することができる。
【0067】
３．３ 加熱装置による熱回収制御
エアコンプレッサ６０のローカルコントローラは、切替弁５３の制御状態に応じて、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）による熱回収の有無を切り替える制御を実行する。具体的には、循環水Ｗ２の流路が加熱装置６１の側になるように切替弁５３を制御中、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を液冷式熱交換器６２（水冷インタークーラ及び水冷アフタークーラ）に流通させる。また、循環水Ｗ２の流路がバイパスラインＬ２３の側になるように切替弁５３を制御中、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を空冷式熱交換器６３（空冷インタークーラ及び空冷アフタークーラ）に流通させる。
エアコンプレッサ６０のローカルコントローラは、切替弁５３の制御状態に応じて、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）による熱回収の有無を切り替える制御を実行する。具体的には、循環水Ｗ２の流路が加熱装置６１の側になるように切替弁５３を制御中、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を液冷式熱交換器６２（水冷インタークーラ及び水冷アフタークーラ）に流通させる。また、循環水Ｗ２の流路がバイパスラインＬ２３の側になるように切替弁５３を制御中、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を空冷式熱交換器６３（空冷インタークーラ及び空冷アフタークーラ）に流通させる。
【0068】
以上説明した第３実施形態の温水製造システム１によれば、以下の効果を奏する。
【0069】
（６）上記（１）の温水製造システム１において、温水タンク３０内の水位を検知する水位検知手段３１と、加熱装置６１に導入される熱媒体Ｗ２の温度を検知する第２温度検知手段４２と、循環ラインＬ５０に接続され、加熱装置６１に対して熱媒体Ｗ２をバイパスさせるバイパスラインＬ５３と、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路を、加熱装置６１又はバイパスラインＬ５３に切り替える切替弁５３と、水位検知手段３１の検知水位に基づいて、第１給水状態切替手段１０を制御すると共に、循環状態切替手段５０を循環実行状態に保持しつつ、第２温度検知手段４２の検知温度に基づいて、切替弁５３を制御する制御手段９０と、を備え、制御手段９０は、水位検知手段３１の検知水位が第１設定水位Ｈ１まで下降した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水実行状態に切り替え、水位検知手段３１の検知水位が第１設定水位Ｈ１よりも上位の第２設定水位Ｈ２まで上昇した場合に、第１給水状態切替手段１０を給水停止状態に切り替え、第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１まで下降した場合に、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路が加熱装置６１の側になるように切替弁５３を制御し、第２温度検知手段４２の検知温度が第１設定温度Ｔ１よりも上位の第２設定温度Ｔ２まで上昇した場合に、循環ラインＬ５０を流通する熱媒体Ｗ２の流路がバイパスラインＬ５３の側になるように切替弁５３を制御する。
【0070】
負荷設備１００での温水需要量がない場合には、バッファタンク４０の熱媒体Ｗ２の温度が経時的に上昇する。熱媒体Ｗ２の温度が第２設定温度Ｔ２に達すると、熱媒体Ｗ２の流路がバイパスラインＬ５３の側になるように切り替えられ、熱回収が中断される。これにより、エアコンプレッサ６０の圧縮機構への吸気温度の上昇が抑制され、圧縮空気製造時の比エネルギーを許容レベルに維持することができる。また、負荷設備１００で温水需要量が発生すると、循環水Ｗ２の放熱が進んで第１設定温度Ｔ１まで温度が下がるので、熱回収を再開することができる。
【0071】
（７）上記（６）の温水製造システム１において、電動式エアコンプレッサ６０は、圧縮熱含有流体と熱媒体Ｗ２とを熱交換する液冷式熱交換器６２と、圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器６３と、を有し、熱媒体Ｗ２の流路が加熱装置６１の側になるように切替弁５３を制御中、圧縮熱含有流体を液冷式熱交換器６２に流通させる一方、熱媒体Ｗ２の流路がバイパスラインＬ５３の側になるように切替弁５３を制御中、圧縮熱含有流体を空冷式熱交換器６３に流通させることが好ましい。
【0072】
切替弁５３により熱媒体Ｗ２の流路がバイパスラインＬ５３の側に切り替えられ、液冷式熱交換器６２で熱回収が中断された状態では、空冷式熱交換器６３を用いて圧縮熱含有流体の放熱が行われる。これにより、エアコンプレッサ６０を故障させることなく、安定して稼動させることができる。
【0073】
＜第４実施形態＞
以下、本発明の温水製造システム１の第４実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は、第４実施形態に係る温水製造システム１の構成を示す概略図である。以下の説明では、第２実施形態と相違する点を中心に説明し、相違しない点についは、その説明を省略する。
以下、本発明の温水製造システム１の第４実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は、第４実施形態に係る温水製造システム１の構成を示す概略図である。以下の説明では、第２実施形態と相違する点を中心に説明し、相違しない点についは、その説明を省略する。
【0074】
４．１ 温水製造システムの追加構成
第４実施形態の温水製造システム１は、第２実施形態の構成に加えて、水熱交換器７０からバッファタンク４０に還流する熱媒体Ｗ２の温度を検知する第３温度検知手段５４が復路Ｌ５２に備えられている。第３温度検知手段５４は、熱電対やサーミスタなどの温度センサにより構成されている。また、第２温度検知手段４２は、温度スイッチに替えて、温度センサにより構成されている。制御手段９０には、第２温度検知手段４２及び第３温度検知手段５４の検知信号が入力される。以下においては、第２温度検知手段４２を温度センサ４２、第３温度検知手段５４を温度センサ５４と称する。
第４実施形態の温水製造システム１は、第２実施形態の構成に加えて、水熱交換器７０からバッファタンク４０に還流する熱媒体Ｗ２の温度を検知する第３温度検知手段５４が復路Ｌ５２に備えられている。第３温度検知手段５４は、熱電対やサーミスタなどの温度センサにより構成されている。また、第２温度検知手段４２は、温度スイッチに替えて、温度センサにより構成されている。制御手段９０には、第２温度検知手段４２及び第３温度検知手段５４の検知信号が入力される。以下においては、第２温度検知手段４２を温度センサ４２、第３温度検知手段５４を温度センサ５４と称する。
【0075】
４．２ 温水製造システムの水加熱制御
制御手段９０は、前述の〔Ｃ１〕及び〔Ｃ２〕の制御に替えて、下記の制御を実行する。なお、圧力スイッチ４１により低水位に相当する下位設定圧力が検知されていない状態では、循環状態切替手段５０は、循環実行状態に保持（循環ポンプ５１：駆動、制御弁５２：開放）されている。
〔Ｅ１〕温度センサ５４の検知温度が目標温度Ｔｔとなるように、制御弁５２の開度を調整する。これにより、バッファタンク４０には、目標温度Ｔｔに調節された循環水Ｗ２が還流される。
〔Ｅ２〕制御弁５２の調整開度が下限開度（例えば、全開を１００％開度として１０％開度）になった場合、その下限開度を保持する。すなわち、制御弁５２の開度調整を中断する。これにより、バッファタンク４０には、温度調節されていない循環水Ｗ２が還流される。
〔Ｅ３〕温度センサ５４の検知温度が目標温度Ｔｔを下回る再開温度Ｔｒまで下降すると、下限開度の保持を解除し、制御弁５２の開度調整〔Ｅ１〕を再開する。これにより、バッファタンク４０には、目標温度Ｔｔに調節された循環水Ｗ２が還流される。
制御手段９０は、前述の〔Ｃ１〕及び〔Ｃ２〕の制御に替えて、下記の制御を実行する。なお、圧力スイッチ４１により低水位に相当する下位設定圧力が検知されていない状態では、循環状態切替手段５０は、循環実行状態に保持（循環ポンプ５１：駆動、制御弁５２：開放）されている。
〔Ｅ１〕温度センサ５４の検知温度が目標温度Ｔｔとなるように、制御弁５２の開度を調整する。これにより、バッファタンク４０には、目標温度Ｔｔに調節された循環水Ｗ２が還流される。
〔Ｅ２〕制御弁５２の調整開度が下限開度（例えば、全開を１００％開度として１０％開度）になった場合、その下限開度を保持する。すなわち、制御弁５２の開度調整を中断する。これにより、バッファタンク４０には、温度調節されていない循環水Ｗ２が還流される。
〔Ｅ３〕温度センサ５４の検知温度が目標温度Ｔｔを下回る再開温度Ｔｒまで下降すると、下限開度の保持を解除し、制御弁５２の開度調整〔Ｅ１〕を再開する。これにより、バッファタンク４０には、目標温度Ｔｔに調節された循環水Ｗ２が還流される。
【0076】
目標温度Ｔｔは、後述する上限温度Ｔｕを下回る温度であって、例えば４０～５５℃の範囲で設定される。また、再開温度Ｔｒは、目標温度Ｔｔを下回り、かつ水熱交換器７０への原水Ｗ０の流入温度を上回る温度であって、例えば３５℃に設定される。
【0077】
まず、バッファタンク４０内に目標温度Ｔｔ未満（例えば２５℃）の熱媒体Ｗ２が貯留されており、給水状態切替手段１０が給水実行状態に切り替えられると、前述の〔Ｅ１〕の制御が実行される。給水ポンプ１２により温水タンク３０に送られる原水Ｗ０の流量は、原水Ｗ０の温度によって変動（粘度変化）するが、この変動に対して液冷式熱交換器６２から熱媒体Ｗ２への入熱量と、水熱交換器８０から原水Ｗ０への出熱量がバランスするように、熱媒体Ｗ２の循環流量が調節されることになる。そのため、バッファタンク４０内の熱媒体Ｗ２は、温度上昇することなく、液冷式熱交換器６２による熱回収が継続される。
【0078】
給水状態切替手段１０が給水停止状態に切り替えられると、水熱交換器７０から原水Ｗ０への出熱量がゼロになるため、バッファタンク４０内の熱媒体Ｗ２は、次第に温度上昇していく。制御弁５２は、水熱交換器７０の出口温度Ｔｏが高まるにつれて開度が小さくなる側に制御され、目標温度Ｔｔと出口温度Ｔｏの温度差が接近すると、下限開度に到達することになる。そして、制御弁５２が下限開度になると、前述の〔Ｅ２〕の制御が実行される。
【0079】
前述の〔Ｅ２〕の制御の実行中、給水状態切替手段１０が給水停止状態のままであると、バッファタンク４０内の熱媒体Ｗ２の温度は、目標温度Ｔｔを超えて上昇を続ける。一方、給水状態切替手段１０が給水停止状態に切り替えられると、水熱交換器７０から原水Ｗ０１への出熱がなされるので、バッファタンク４０内の熱媒体Ｗ２の温度は、下降を始めることになる。そして、水熱交換器７０の出口温度Ｔｏが再開温度Ｔｒまで下降すると、前述の〔Ｅ３〕の制御が実行される。
【0080】
４．３ 加熱装置による熱回収制御
エアコンプレッサ６０のローカルコントローラは、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）に導入される熱媒体Ｗ２の温度に応じて、加熱装置６１による熱回収の有無を切り替える制御を実行する。具体的には、温度センサ４２の検知温度が上限温度Ｔｕ未満であるときには、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を水冷式熱交換器６２（液冷インタークーラ及び液冷アフタークーラ）に流通させる。また、温度センサ４２の検知温度が上限温度Ｔｕ以上であるときには、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を空冷式熱交換器６３（空冷インタークーラ及び空冷アフタークーラ）に流通させる。なお、上限温度Ｔｕは、例えば前述の第２設定温度Ｔ２に相当する設定値である。
エアコンプレッサ６０のローカルコントローラは、加熱装置６１（液冷式熱交換器６２）に導入される熱媒体Ｗ２の温度に応じて、加熱装置６１による熱回収の有無を切り替える制御を実行する。具体的には、温度センサ４２の検知温度が上限温度Ｔｕ未満であるときには、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を水冷式熱交換器６２（液冷インタークーラ及び液冷アフタークーラ）に流通させる。また、温度センサ４２の検知温度が上限温度Ｔｕ以上であるときには、圧縮空気（圧縮熱含有流体）を空冷式熱交換器６３（空冷インタークーラ及び空冷アフタークーラ）に流通させる。なお、上限温度Ｔｕは、例えば前述の第２設定温度Ｔ２に相当する設定値である。
【0081】
以上説明した第４実施形態の温水製造システム１によれば、以下の効果を奏する。
【0082】
（８）上記（１）の温水製造システム１において、温水タンク３０内の水位を検知する水位検知手段３１と、水熱交換器７０からバッファタンク４０に還流する熱媒体Ｗ２の温度を検知する第３温度検知手段５４と、循環ラインＬ５０に設けられた制御弁５２と、水位検知手段３１の検知水位に基づいて、給水状態切替手段１０を制御すると共に、循環状態切替手段５０を循環実行状態に保持しつつ、第３温度検知手段５４の検知温度に基づいて、制御弁５２を制御する制御手段９０と、を備え、制御手段９０は、水位検知手段３１の検知水位が第１設定水位Ｈ１まで下降した場合に、給水状態切替手段１０を給水実行状態に切り替え、水位検知手段３１の検知水位が第１設定水位Ｈ１よりも上位の第２設定水位Ｈ２まで上昇した場合に、給水状態切替手段１０を給水停止状態に切り替え、第３温度検知手段５４の検知温度が目標温度Ｔｔとなるように、制御弁５２の開度を調整する。
【0083】
負荷設備１００の温水需要がある状態では、バッファタンク４０内の熱媒体Ｗ２の温度は、目標温度Ｔｔ以下に保たれる。一方、負荷設備１００の温水需要がない状態では、バッファタンク４０内の熱媒体Ｗ２の温度は、目標温度Ｔｔを超えて一時的に上昇するものの、温水需要が再び発生すれば、温度が下降することになる。これにより、早期に熱回収を再開することができる。
【0084】
（９）上記（７）の温水製造システムにおいて、電動式エアコンプレッサ６０は、圧縮熱含有流体と熱媒体Ｗ２とを熱交換する液冷式熱交換器６２と、圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器６３と、を有し、液冷式熱交換器６２に導入される熱媒体Ｗ２の温度が上限温度Ｔｕ未満である場合に、圧縮熱含有流体を水冷式熱交換器６２に流通させる一方、液冷式熱交換器６２に導入される熱媒体Ｗ２の温度が上限温度Ｔｕ以上である場合に、圧縮熱含有流体を空冷式熱交換器６３に流通させることが好ましい。
【0085】
熱媒体Ｗ２の温度が上限温度Ｔｕ以上になり、液冷式熱交換器６２で熱回収が中断された状態では、空冷式熱交換器６３を用いて圧縮熱含有流体の放熱が行われる。これにより、エアコンプレッサ６０を故障させることなく、安定して稼動させることができる。
【0086】
＜その他＞
５．１ 電動式エアコンプレッサの変形例
エアコンプレッサ６０は、給油式に替えてオイルフリー式としてもよい。オイルフリー式では、ツインスクリュ式の二段圧縮機構を有するエアコンプレッサが例示される。このタイプにおいては、液冷式熱交換器６２は、液冷インタークーラと液冷アフタークーラの２つの熱交換器から構成されている。水冷インタークーラは、１段目の圧縮機構で生成された圧縮空気と冷却液（熱媒体Ｗ２）との熱交換によって圧縮空気を冷却しつつ、冷却液を加熱する。液冷アフタークーラは、２段目の圧縮機構で生成された圧縮空気と冷却液（熱媒体Ｗ２）との熱交換によって圧縮空気を冷却しつつ、冷却液を加熱する。液冷式熱交換器６２は、加熱装置６１として機能する。一方、空冷式熱交換器６３は、空冷インタークーラと空冷アフタークーラの２つの熱交換器から構成されている。空冷式熱交換器６３は、液冷式熱交換器６２で熱回収できない場合に、１段目及び２段目の圧縮空気を冷却用空気との熱交換により冷却する。
５．１ 電動式エアコンプレッサの変形例
エアコンプレッサ６０は、給油式に替えてオイルフリー式としてもよい。オイルフリー式では、ツインスクリュ式の二段圧縮機構を有するエアコンプレッサが例示される。このタイプにおいては、液冷式熱交換器６２は、液冷インタークーラと液冷アフタークーラの２つの熱交換器から構成されている。水冷インタークーラは、１段目の圧縮機構で生成された圧縮空気と冷却液（熱媒体Ｗ２）との熱交換によって圧縮空気を冷却しつつ、冷却液を加熱する。液冷アフタークーラは、２段目の圧縮機構で生成された圧縮空気と冷却液（熱媒体Ｗ２）との熱交換によって圧縮空気を冷却しつつ、冷却液を加熱する。液冷式熱交換器６２は、加熱装置６１として機能する。一方、空冷式熱交換器６３は、空冷インタークーラと空冷アフタークーラの２つの熱交換器から構成されている。空冷式熱交換器６３は、液冷式熱交換器６２で熱回収できない場合に、１段目及び２段目の圧縮空気を冷却用空気との熱交換により冷却する。
【0087】
オイルフリー式エアコンプレッサにおける上位設定温度Ｔ２（第２，第３実施形態）及び上限温度Ｔｕ（第４実施形態）は、１段目の圧縮機構の吸気温度、及び２段目の圧縮機構の吸気温度への影響を考慮して設定される。液冷式熱交換器６２に流入する熱媒体Ｗ２の温度が高くなると、吸気温度が上昇して吸入空気の体積が大きくなり、空気圧縮に伴う比エネルギーが増大する。比エネルギーを許容レベルに抑制するためには、液冷インタークーラ及び液冷アフタークーラへの循環水Ｗ２の入水温度を６５℃以下に維持する必要がある。そのため、上位設定温度Ｔ２は、６５℃以下の値が設定される。
【0088】
５．２ 循環状態切替手段の変形例
循環状態切替手段５０は、送水側の圧力に応じて、自立的に循環ポンプ５１の駆動と停止が切り替えられるように構成することもできる。具体的には、循環ポンプ５１とアキュムレータ５５の間に、上位設定圧力の検知でオン動作し、下位設定圧力の検知でオフ動作する圧力スイッチを設けるようにする。この構成における循環ポンプ５１は、次のように動作する。
〔Ｆ１〕循環ポンプ５１の停止中、制御手段９０により、制御弁５２が開放された状態になると、アキュムレータ５５の内部圧力が下降する。この圧力下降により下位設定圧力を圧力スイッチが検知する。そして、圧力スイッチのオン動作により、循環ポンプ５１が駆動される。
〔Ｆ２〕循環ポンプ５１の駆動中、制御手段９０により、制御弁５２が閉鎖された状態になると、アキュムレータ５５の内部圧力が上昇する。この圧力上昇により上位設定圧力を圧力スイッチが検知する。そして、圧力スイッチのオフ動作により、循環ポンプ５１が停止される。
循環状態切替手段５０は、送水側の圧力に応じて、自立的に循環ポンプ５１の駆動と停止が切り替えられるように構成することもできる。具体的には、循環ポンプ５１とアキュムレータ５５の間に、上位設定圧力の検知でオン動作し、下位設定圧力の検知でオフ動作する圧力スイッチを設けるようにする。この構成における循環ポンプ５１は、次のように動作する。
〔Ｆ１〕循環ポンプ５１の停止中、制御手段９０により、制御弁５２が開放された状態になると、アキュムレータ５５の内部圧力が下降する。この圧力下降により下位設定圧力を圧力スイッチが検知する。そして、圧力スイッチのオン動作により、循環ポンプ５１が駆動される。
〔Ｆ２〕循環ポンプ５１の駆動中、制御手段９０により、制御弁５２が閉鎖された状態になると、アキュムレータ５５の内部圧力が上昇する。この圧力上昇により上位設定圧力を圧力スイッチが検知する。そして、圧力スイッチのオフ動作により、循環ポンプ５１が停止される。
【0089】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく、種々の変更、変形及び組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【0090】
１ 温水製造システム
１０ 第１給水状態切替手段
１１ 第１給水弁
１２ 給水ポンプ
３０ 温水タンク
３１ 水位検知手段
４０ バッファタンク
４２ 第２温度検知手段
５０ 循環状態切替手段
５１ 循環ポンプ
５２ 制御弁
５３ 切替弁
５４ 第３温度検知手段
６０ 電動式エアコンプレッサ
６１ 加熱装置
６２ 液冷式熱交換器
６３ 空冷式熱交換器
７０ 水熱交換器
９０ 制御手段
１００ 負荷設備
Ｌ１０ 第１給水ライン
Ｌ５０ 循環ライン
Ｌ５１ 往路
Ｌ５２ 復路
Ｌ５３ バイパスライン
Ｗ０ 原水（用水）
Ｗ１ 用水
Ｗ２ 熱媒体（循環水）
Ｗ３ 温水（用水）
１０ 第１給水状態切替手段
１１ 第１給水弁
１２ 給水ポンプ
３０ 温水タンク
３１ 水位検知手段
４０ バッファタンク
４２ 第２温度検知手段
５０ 循環状態切替手段
５１ 循環ポンプ
５２ 制御弁
５３ 切替弁
５４ 第３温度検知手段
６０ 電動式エアコンプレッサ
６１ 加熱装置
６２ 液冷式熱交換器
６３ 空冷式熱交換器
７０ 水熱交換器
９０ 制御手段
１００ 負荷設備
Ｌ１０ 第１給水ライン
Ｌ５０ 循環ライン
Ｌ５１ 往路
Ｌ５２ 復路
Ｌ５３ バイパスライン
Ｗ０ 原水（用水）
Ｗ１ 用水
Ｗ２ 熱媒体（循環水）
Ｗ３ 温水（用水）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】