特開 2025-21094 給水システム及び給水方法

(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】P2025021094

(43)【公開日】2025-02-13

(54)【発明の名称】給水システム及び給水方法

(51)【国際特許分類】

   F03B 17/02 20060101AFI20250205BHJP

   E03B 1/00 20060101ALI20250205BHJP

【ＦＩ】

F03B17/02

E03B1/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023124816

(22)【出願日】2023-07-31

(71)【出願人】

【識別番号】521362885

【氏名又は名称】コベルコ・コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100218132

【弁理士】

【氏名又は名称】近田 暢朗

(72)【発明者】

【氏名】壷井 昇

(72)【発明者】

【氏名】中村 元

(72)【発明者】

【氏名】宮武 利幸

(72)【発明者】

【氏名】山本 祐介

【テーマコード（参考）】

3H074

【Ｆターム（参考）】

3H074AA10

3H074AA12

3H074BB10

3H074CC34

(57)【要約】

【課題】多層建築物の給水対象への給水にあたり、エネルギー効率を向上する。
【解決手段】給水システム１が、空気を圧縮する圧縮機２ａと、常温水を貯留する常温水槽３Ｎと、圧縮機２ａで圧縮された圧縮空気と常温水との間で熱交換する第１熱交換器８ａと、第１熱交換器８ａにおける熱交換により昇温された温水を貯留する温水槽３Ｈと、常温水槽３Ｎに供給された圧縮空気により、常温水槽３Ｎから給水対象へ常温水を供給する常温水供給ライン９Ｎと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多層建築物の給水対象に水を供給する給水システムであって、
空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、
水源から供給される水を常温水として貯留するとともに前記圧縮空気が供給される常温水槽と、
前記圧縮空気と前記水源から供給される水との間で熱交換して、温水を生成する第１熱交換器と、
前記温水を貯留する温水槽と、
前記常温水槽に供給された前記圧縮空気により、前記常温水槽から第１の給水対象へ前記常温水を供給する常温水供給ラインと、
を備える、給水システム。

【請求項2】

前記第１の給水対象は、前記多層建築物の上層に設置された高置水槽、又は前記多層建築物の各層に設置された給水ヘッダーである、
請求項１に記載の給水システム。

【請求項3】

前記第１の給水対象としての前記高置水槽よりも下方に配置される受水槽と、
前記高置水槽から前記受水槽へと移動する水力で発電する水力発電機と、
を更に備える、請求項２に記載の給水システム。

【請求項4】

前記温水槽に前記圧縮空気を供給する温水槽給気ラインと、
前記温水槽に供給された前記圧縮空気により、前記温水槽から第２の給水対象へ前記温水を供給する温水供給ラインと、
を備える、請求項１に記載の給水システム。

【請求項5】

前記常温水槽の内圧を検出する常温水槽圧力センサと、
前記常温水槽内の水位を検出する常温水槽水位センサと、
前記常温水槽への前記圧縮空気の供給可否を切り換える常温水槽給気開閉弁と、
前記常温水槽への前記常温水の供給可否を切り換える常温水充填開閉弁と、
前記常温水槽から前記第１の給水対象への前記常温水の供給可否を切り換える常温水供給開閉弁と、
前記常温水槽圧力センサ及び前記常温水槽水位センサの検出結果に基づいて、前記常温水槽給気開閉弁、前記常温水充填開閉弁、及び前記常温水供給開閉弁を制御するコントローラと、
を更に備える、請求項１から４のいずれかに記載の給水システム。

【請求項6】

前記圧縮空気を貯蔵する蓄圧槽と、
前記蓄圧槽から供給される前記圧縮空気によって駆動される膨張機と、
前記膨張機と機械的に接続され、前記膨張機により駆動される発電機と、
を更に備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の給水システム。

【請求項7】

前記膨張機で膨張され降温した膨張後空気と前記水源から供給される前記水とで熱交換して、冷水を生成する第２熱交換器と、
前記冷水を貯留するとともに前記圧縮空気が供給される冷水槽と、
前記冷水槽に供給された前記圧縮空気により、前記冷水槽から第３の給水対象へ前記冷水を供給する冷水供給ラインと、
を更に備える、請求項６に記載の給水システム。

【請求項8】

前記膨張後空気を前記多層建築物の空調対象に供給する冷風供給ラインを更に備える、
請求項６に記載の給水システム。

【請求項9】

多層建築物の給水対象に水を供給する給水方法であって、
圧縮機で空気を圧縮して圧縮空気を生成することと、
水源から供給される水を常温水として常温水槽で貯留することと、
第１熱交換器において前記圧縮空気と前記水源から供給される前記水との間で熱交換して、温水を生成することと、
前記温水を温水槽で貯留することと、
前記常温水槽に前記圧縮空気を供給することで、前記常温水槽から常温水供給ラインを介して第１の給水対象へ前記常温水を供給することと、
を備える、給水方法。

【請求項10】

前記温水槽に前記圧縮空気を供給することで、前記温水槽から温水供給ラインを介して第２の給水対象へ前記温水を供給することを更に備える、
請求項９の給水方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給水システム及び給水方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、高層建築物を対象とする給水システムを開示している。この給水システムでは、高層階への揚水のため、電動のポンプが使用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－０３５９７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ポンプで消費された電気エネルギーを回収することは難しい。従来の給水システムには、省エネルギー化に関して改善の余地がある。

【0005】

本発明は、多層建築物への給水にあたって、エネルギー効率を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一形態は、多層建築物の給水対象に水を供給する給水システムであって、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、水源から供給される水を常温水として貯留するとともに前記圧縮空気が供給される常温水槽と、前記圧縮空気と前記水源から供給される前記水との間で熱交換して、温水を生成する第１熱交換器と、前記温水を貯留する温水槽と、前記常温水槽に供給された前記圧縮空気により、前記常温水槽から前記第１の給水対象へ前記常温水を供給する常温水供給ラインと、を備える、給水システムを提供する。

【0007】

上記構成によれば、圧縮機で生成された圧縮空気は高温高圧である。ポンプに代えて、圧縮空気の高圧を利用して、常温水を多層建築物に供給できる。第１熱交換器で圧縮空気の熱を回収でき、それにより温水が生成される。このように、圧縮機の作動で消費されたエネルギーを回収できるため、ポンプで揚水する場合と対比して、エネルギー効率が向上する。

【0008】

前記第１の給水対象は、前記多層建築物の上層に設置された高置水槽、又は前記多層建築物の各層に設置された給水ヘッダーであってもよい。

【0009】

上記構成によれば、状況に応じて、一旦常温水を高置水槽に貯留してから給水対象に供給することも、高置水槽を経由せず常温水を直接的に給水対象に供給することも可能である。従来の水ポンプで生じるおそれのあった軸封部からの水漏れを防止できる。

【0010】

前記給水システムが、前記第１給水対象としての前記高置水槽よりも下方に配置される受水槽と、前記高置水槽から前記受水槽へと移動する水力で発電する水力発電機と、を更に備えてもよい。

【0011】

上記構成によれば、高置水槽に貯留された常温水の位置エネルギーが、電気エネルギーとして回収される。エネルギー効率が一層向上する。

【0012】

前記給水システムが、前記温水槽に前記圧縮空気を供給する温水槽給気ラインと、前記温水槽に供給された前記圧縮空気により、前記温水槽から第２の給水対象へ前記温水を供給する温水供給ラインと、を更に備えてもよい。

【0013】

上記構成によれば、生成された温水も、圧縮空気の高圧を利用して多層建築物の給水対象に供給され、利便性が向上する。

【0014】

前記給水システムが、前記常温水槽の内圧を検出する常温水槽圧力センサと、前記常温水槽内の水位を検出する常温水槽水位センサと、前記常温水槽への前記圧縮空気の供給可否を切り換える常温水槽給気開閉弁と、前記常温水槽への前記常温水の供給可否を切り換える常温水充填開閉弁と、前記常温水槽から前記第１の給水対象への前記常温水の供給可否を切り換える常温水供給開閉弁と、前記常温水槽圧力センサ及び前記常温水槽水位センサの検出結果に基づいて、前記常温水槽給気開閉弁、前記常温水充填開閉弁、及び前記常温水供給開閉弁を制御するコントローラと、を更に備えてもよい。

【0015】

上記構成によれば、圧縮空気の圧力を利用して常温水を常温水槽から給水対象へ供給し、常温水を常温水槽に充填するという一連の動作からなる運転サイクルを、コントローラで自動化できる。

【0016】

前記給水システムが、前記圧縮空気を貯蔵する蓄圧槽と、前記蓄圧槽から供給される前記圧縮空気によって駆動される膨張機と、前記膨張機と機械的に接続され、前記膨張機により駆動される発電機と、を更に備えてもよい。

【0017】

上記構成によれば、圧縮空気のエネルギーが、電気エネルギーとして回収される。エネルギー効率が一層向上する。

【0018】

前記給水システムが、前記膨張機で膨張され降温した膨張後空気と前記水源から供給される前記水とで熱交換して、冷水を生成する第２熱交換器と、前記冷水を貯留する冷水槽と、前記冷水槽に供給された前記圧縮空気により、前記冷水槽から第３の給水対象へ前記冷水を供給する冷水供給ラインと、を更に備えてもよい。

【0019】

上記構成によれば、冷水が、膨張機で膨張されたエアの冷熱で生成され、圧縮空気の高圧を利用して多層建築物の給水対象に供給される。エネルギー効率が一層向上する。

【0020】

前記給水システムが、前記膨張後空気を前記多層建築物の空調対象に供給する冷風供給ラインを更に備えてもよい。

【0021】

上記構成によれば、給水システムを冷風の生成にも活用でき、エネルギー効率が一層向上する。

【0022】

本発明の一形態は、多層建築物の給水対象に水を供給する給水方法であって、圧縮機で空気を圧縮して圧縮空気を生成することと、水源から供給される水を常温水として常温水槽で貯留することと、第１熱交換器において前記圧縮空気と前記水源から供給される前記水との間で熱交換して、温水を生成することと、前記温水を温水槽で貯留することと、前記常温水槽に前記圧縮空気を供給することで、前記常温水槽から常温水供給ラインを介して第１の給水対象へ前記常温水を供給することと、を備える、給水方法を提供する。

【0023】

上記構成によれば、ポンプに代えて、圧縮空気の高圧を利用して、常温水を多層建築物に供給できる。第１熱交換器で圧縮空気の熱を回収でき、それにより温水が生成される。このように、圧縮機の作動で消費されたエネルギーを回収できるため、ポンプで揚水する場合と対比して、エネルギー効率が向上する。

【0024】

前記給水方法が、前記温水槽に前記圧縮空気を供給することで、前記温水槽から温水供給ラインを介して第２の給水対象へ前記温水を供給することを更に備えてもよい。

【0025】

上記構成によれば、生成された温水も、圧縮空気の高圧を利用して多層建築物の給水対象に供給され、利便性が向上する。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、多層建築物への給水にあたって、エネルギー効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態に係る給水システムの概念図。

【図2】第１実施形態に係る給水システムの制御系を示すブロック図。

【図3A】第１実施形態に係る給水システムの動作図。

【図3B】第１実施形態に係る給水システムの動作図。

【図3C】第１実施形態に係る給水システムの動作図。

【図3D】第１実施形態に係る給水システムの動作図。

【図4】第２実施形態に係る給水システムの概念図。

【図5】第３実施形態に係る給水システムの概念図。

【図6】第４実施形態に係る給水システムの概念図。

【図7A】第５実施形態に係る給水システムの動作図。

【図7B】第５実施形態に係る給水システムの動作図。

【図7C】第５実施形態に係る給水システムの動作図。

【図7D】第５実施形態に係る給水システムの動作図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、同一の又は対応する要素には全図を通じて同一の符号を付し、詳細な説明の重複を省略する。

【0029】

図１を参照して、給水システム１は、給水対象に水を供給する。給水対象は、建築物Ｂに設けられている。給水対象は、例えば、上層階に設けられた高置水槽３Ｅ、各階層に設けられたタンク、給水ヘッダーあるいは蛇口等である。図１は、６階建ての建築物Ｂを模式的に示すが、建築物Ｂの階層数は、特に限定されない。本実施形態に係る給水システム１においては、７０ｍ級（例えば、２０階建て）の高層建築物にも適用可能である。建築物Ｂの用途も特に限定されず、住宅、オフィス、又は学校であってもよい。

【0030】

給水システム１により給水対象に供給される水は、常温水、温水、及び冷水である。なお、これら３種の水の給水対象を区別して説明する際に、常温水の給水対象を第１の給水対象と称し、温水の給水対象を第２の給水対象と称し、冷水の給水対象を第３の給水対象と称する場合がある。常温水とは、例えば、水道水、井戸水、又は地下水であり、水源Ｗ（典型例として上水道設備）から取水される。本実施形態においては、温水も冷水も、常温水と水源Ｗを同じとする。温水は、水源Ｗから供給される常温水を昇温することで生成される。冷水は、水源Ｗから供給される常温水を降温することで生成される。単なる一例として、常温水は２０～３０℃、温水は５０～７０℃、冷水は５～１５℃である。

【0031】

給水システム１は、圧縮機ユニット２、槽群、給気ライン４、水充填ライン５、発電機ユニット６、膨張機ライン７、熱交換器群、給水ライン９、ポンプ群、バルブ群を備える。

【0032】

圧縮機ユニット２は、圧縮機２ａ、モータ２ｂ、及びインバータ２ｃを含む。モータ２ｂは、圧縮機２ａの駆動源であり、三相交流モータである。モータ２ｂは、圧縮機２ａのロータを回転駆動する。それにより、圧縮機２ａは、空気を吸い込み、空気を圧縮し、圧縮空気を吐出する。インバータ２ｃは、商用電源あるいは太陽電池などの電源設備と接続され、モータ２ｂに供給される交流を制御する。それにより、モータ２ｂひいては圧縮機２ａの回転数を調整でき、また、圧縮機２ａの吐出圧を調整できる。

【0033】

圧縮機２ａは、オイルフリー圧縮機であると好ましい。オイルフリー圧縮機には、オイルフリー式のスクリュ圧縮機が含まれる。オイルフリー圧縮機の場合、圧縮空気、ひいては各槽内に貯留されている水への潤滑油の混入が発生しない。そのため、フィルタあるいはセパレータを省略又は小型化しつつ、給水対象に供給される水の水質を高く維持できる。また、圧縮機２ａは、オイルフリースクリュ圧縮機であることがさらに好ましい。オイルフリースクリュ圧縮機は、吐出温度が高温であるため、排熱回収が容易である。

【0034】

槽群は、常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、冷水槽３Ｃ、及び蓄圧槽３Ａを含む。常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、及び冷水槽３Ｃは、水を貯留可能である。また、圧縮機２ａで生成された圧縮空気が、常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、及び冷水槽３Ｃに供給される。蓄圧槽３Ａは、空気タンクであり、圧縮空気を貯留可能である。槽群は、高置水槽３Ｅを更に含む。常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、冷水槽３Ｃ、及び蓄圧槽３Ａが、建築物Ｂの１階と同じレベルに設置されるのに対し、高置水槽３Ｅは、建築物Ｂの上層階、例えば屋上階に設置される。高置水槽３Ｅも、水を貯留可能である。

【0035】

給気ライン４は、圧縮機２ａの吐出口を常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、冷水槽３Ｃ、及び蓄圧槽３Ａに接続する。給気ライン４は、各槽の頂部に接続されている。給気ライン４は、圧縮機２ａの吐出口から延在する主給気ライン４Ｍと、主給気ライン４Ｍから分岐して常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、冷水槽３Ｃ、及び蓄圧槽３Ａそれぞれに接続される常温水槽給気ライン４Ｎ、温水槽給気ライン４Ｈ、冷水槽給気ライン４Ｃ、及び蓄圧槽給気ライン４Ａとを含む。

【0036】

水充填ライン５は、水源Ｗを常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、及び冷水槽３Ｃに接続する。水充填ライン５は、一例として、各槽の底部に接続されている。水充填ライン５は、水源Ｗを常温水槽３Ｎに接続する常温水充填ライン５Ｎ、常温水充填ライン５Ｎから分岐して温水槽３Ｈに接続される温水充填ライン５Ｈ、及び常温水充填ライン５Ｎから分岐して冷水槽３Ｃに接続される冷水充填ライン５Ｃを含む。以下、水充填ライン５を流れる常温水を水源水と称することもある。

【0037】

発電機ユニット６は、膨張機６ａ及び発電機６ｂを含む。膨張機ライン７は、蓄圧槽３Ａを膨張機６ａの吸込口に接続する膨張機供給ライン７ａと、膨張機６ａの排出口から延在する膨張機排出ライン７ｂとを含む。膨張機６ａは、蓄圧槽３Ａに貯留されている圧縮空気によって駆動され、圧縮空気を膨張させ、膨張及び降温された膨張後空気を排出する。発電機６ｂは、膨張機６ａのロータと機械的に接続され、膨張機６ａによって駆動され、交流を発電する。発電機６ｂにより発生された電力が、圧縮機２ａのモータ２ｂの駆動に利用されてもよい。

【0038】

主給気ライン４Ｍ及び温水充填ライン５Ｈが、第１熱交換器８ａを通過する。圧縮機２ａから吐出された圧縮空気は、第１熱交換器８ａにおいて、温水充填ライン５Ｈを通流する常温水（水源水）と熱交換を行う。これにより、圧縮空気は冷却される一方、常温水（水源水）は昇温される。これにより、温水が、第１熱交換器８ａにおいて生成され、温水槽３Ｈに供給される。

【0039】

膨張機排出ライン７ｂ及び冷水充填ライン５Ｃが、第２熱交換器８ｂを通過する。膨張機６ａから排出された膨張後空気は、第２熱交換器８ｂにおいて、冷水充填ライン５Ｃを通流する常温水（水源水）と熱交換を行う。これにより、膨張後空気は昇温する一方、常温水（水源水）は膨張後空気の冷熱で冷却される。これにより、冷水が、第２熱交換器８ｂにおいて生成され、冷水槽３Ｃに供給される。

【0040】

給水ライン９は、常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、及び冷水槽３Ｃを給水対象に接続する。給水ライン９は、各槽の底部に接続されている。給水ライン９は、常温水供給ライン９Ｎ、温水供給ライン９Ｈ、及び冷水供給ライン９Ｃを含む。常温水供給ライン９Ｎは、常温水槽３Ｎを第１の給水対象に接続する。本実施形態では、第１の給水対象が高置水槽３Ｅである。温水供給ライン９Ｈは、温水槽３Ｈを第２の給水対象に接続する。冷水供給ライン９Ｃは、冷水槽３Ｃを第３の給水対象に接続する。本実施形態では、第２の給水対象及び第３の給水対象は、各層に設けられたタンク、給水ヘッダー、又は蛇口である。当然ながら、第２の給水対象と第３の給水対象が、同種の要素（例えば、どちらも給水ヘッダー）であっても、温水用と冷水用とで別々とされる。常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、冷水槽３Ｃ、及び蓄圧槽３Ａは、建築物Ｂの１階と同じレベルに設置される。

【0041】

常温水供給ライン９Ｎは、常温水槽３Ｎを高置水槽３Ｅに直接的に接続する。温水供給ライン９Ｈ及び冷水供給ライン９Ｃは、鉛直上向きに延在する上下延在部と、階層ごとに上下延在部から分岐する複数の分岐部とを含む。これらの各ラインにおいて、水は、槽に供給されている圧縮空気により、上向きに揚水され、対応の給水対象に供給される。高置水槽３Ｅは、落水ライン３０を介し、階層ごとに設けられた給水対象（例えば、タンク、給水ヘッダー、又は蛇口等）に接続される。落水ライン３０は、高置水槽３Ｅから鉛直下向きに延在する上下延在部と、上下延在部から分岐して給水対象に接続される複数の分岐部とを含む。落水ライン３０において、水は、高置水槽３Ｅの水頭圧により、下向きに流れる。

【0042】

ポンプ群は、温水充填ライン５Ｈ上に設けられた温水ポンプ１０Ｈ、及び冷水充填ライン５Ｃ上に設けられた冷水ポンプ１０Ｃを含む。温水ポンプ１０Ｈ及び冷水ポンプ１０Ｃは、電動式である。その電源は、商用電源でもよく、発電機６ｂでもよい。温水ポンプ１０Ｈは、常温水（水源水）を常温水充填ライン５Ｎから温水充填ライン５Ｈに引き込み、常温水（水源水）を第１熱交換器８ａに供給し且つ温水を温水槽３Ｈに供給する。冷水ポンプ１０Ｃは、常温水（水源水）を常温水充填ライン５Ｎから冷水充填ライン５Ｃに引き込み、常温水（水源水）を第２熱交換器８ｂに供給し且つ冷水を冷水槽３Ｃに供給する。

【0043】

バルブ群は、主給気ライン４Ｍを開閉する主給気開閉弁１４Ｍ、常温水槽給気ライン４Ｎを開閉する常温水槽給気開閉弁１４Ｎ、温水槽給気ライン４Ｈを開閉する温水槽給気開閉弁１４Ｈ、冷水槽給気ライン４Ｃを開閉する冷水槽給気開閉弁１４Ｃ、蓄圧槽給気ライン４Ａを開閉する蓄圧槽給気開閉弁１４Ａ、常温水充填ライン５Ｎを開閉する常温水充填開閉弁１５Ｎ、温水充填ライン５Ｈを開閉する温水充填開閉弁１５Ｈ、冷水充填ライン５Ｃを開閉する冷水充填開閉弁１５Ｃ、膨張機供給ライン７ａを開閉する膨張機開閉弁１７、常温水供給ライン９Ｎを開閉する常温水供給開閉弁１９Ｎ、温水供給ライン９Ｈを開閉する温水供給開閉弁１９Ｈ、及び冷水供給ライン９Ｃを開閉する冷水供給開閉弁１９Ｃを含む。

【0044】

図１では図示を省略するが、バルブ群は、更に、常温水槽３Ｎを大気開放する常温水槽大気開放弁１３Ｎ、温水槽３Ｈを大気開放する温水槽大気開放弁１３Ｈ、冷水槽３Ｃを大気開放する冷水槽大気開放弁１３Ｃ、及び蓄圧槽３Ａを大気開放する蓄圧槽大気開放弁１３Ａを含む。

【0045】

以上のバルブはいずれも、電磁開閉弁である。その弁位置は、コントローラ２０（図２を参照）から供給される信号に応じて、開位置と閉位置との間で切り換わる。

【0046】

図２を参照して、給水システム１は、槽群の内圧を検出する圧力センサ群、及び槽群の水位を検出する水位センサ群を備える。圧力センサ群は、常温水槽圧力センサ２１Ｎ、温水槽圧力センサ２１Ｈ、冷水槽圧力センサ２１Ｃ、及び蓄圧槽圧力センサ２１Ａを含む。水位センサ群は、常温水槽水位センサ２２Ｎ、温水槽水位センサ２２Ｈ、及び冷水槽水位センサ２２Ｃを含む。

【0047】

常温水槽圧力センサ２１Ｎは、常温水槽３Ｎの内圧を検出する。温水槽圧力センサ２１Ｈは、温水槽３Ｈの内圧を検出する。冷水槽圧力センサ２１Ｃは、冷水槽３Ｃの内圧を検出する。蓄圧槽圧力センサ２１Ａは、蓄圧槽３Ａの内圧を検出する。常温水槽水位センサ２２Ｎは、常温水槽３Ｎ内の水位を検出する。温水槽水位センサ２２Ｈは、温水槽３Ｈ内の水位を検出する。冷水槽水位センサ２２Ｃは、冷水槽３Ｃ内の水位を検出する。

【0048】

各水位センサは、満水位と空水位との２つの水位を検出可能に構成される。例えば、常温水槽水位センサ２２Ｎは、満水位を検出する満水位センサと、空水位を検出する空水位センサとの２つのセンサで構成されてもよい。２つのセンサは、常温水槽３Ｎの内面側に取り付けられ且つ鉛直方向に離れて配置される。温水槽水位センサ２２Ｈ及び冷水槽水位センサ２２Ｃについても、これと同様である。

【0049】

給水システム１は、コントローラ２０を備える。コントローラ２０は、上記のセンサ群に接続される。コントローラ２０は、インバータ２ｃ、ポンプ群、及びバルブ群と接続される。コントローラ２０は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、及び入出力インターフェイスを有するコンピュータである。コントローラ２０は、メモリに予め記憶されたプログラムの指示に沿った情報処理を通じて、給水対象に水を供給する給水方法を実行する。以降の説明において、インバータ２ｃ、ポンプ群、及びバルブ群の動作は、コントローラ２０による制御の結果として生ずる。

【0050】

図３Ａ～図３Ｄは、常温水の給水の説明図である。図３Ａを参照して、常温水槽３Ｎ内の水位が空水位になると、常温水が常温水槽３Ｎに貯留される。そのために、常温水槽給気開閉弁１４Ｎ、常温水供給開閉弁１９Ｎが閉となる一方、常温水充填開閉弁１５Ｎ、常温水槽大気開放弁１３Ｎが開となる。これにより、常温水槽３Ｎの内圧（槽内空気層の圧力）は、大気圧となる。水源Ｗが上水道設備である場合、常温水（この場合、水道水）は、大気圧を超える水圧（例えば、０．２ＭＰａ）を有する。このため、水源Ｗからの常温水が、常温水槽３Ｎ内に充填されていく。

【0051】

水位が満水位に達すると、常温水充填開閉弁１５Ｎ、常温水槽大気開放弁１３Ｎが閉となる。

【0052】

次に、常温水を常温水槽３Ｎから常温水供給ライン９Ｎを介し高置水槽３Ｅに供給する。そのために、常温水充填開閉弁１５Ｎ、常温水槽大気開放弁１３Ｎは閉となる一方、主給気開閉弁１４Ｍ、常温水槽給気開閉弁１４Ｎ、常温水供給開閉弁１９Ｎが開となる。これにより、圧縮空気が、圧縮機２ａから主給気ライン４Ｍ及び常温水槽給気ライン４Ｎを介して常温水槽３Ｎに供給される。常温水槽３Ｎの内圧は、圧縮空気の圧力に上昇する。圧縮空気に押され、常温水槽３Ｎ内の常温水は、常温水槽３Ｎから排出され、揚水される。圧縮空気の圧力は、例えば約０．７ＭＰａである。この場合、常温水槽３Ｎが建築物Ｂの１階と同じレベルに設置されている場合において、常温水は約７０ｍ揚水される。すなわち、常温水は、２０階級の建築物Ｂの屋上階まで、問題なく揚水可能である。

【0053】

圧縮空気の常温水槽３Ｎへの供給、ひいては常温水の高置水槽３Ｅへの供給は、常温水槽３Ｎ内の水位が空水位に達するまで継続される。高置水槽３Ｅの容積は、常温水槽３Ｎの容積よりも大きい。そのため、常温水が常温水槽３Ｎの満水位から空水位まで連続的に且つ高速に推移しても、高置水槽３Ｅは供給される常温水を受容できる。

【0054】

図３Ｃを参照して、水位が空水位に達すると、一旦、常温水槽給気開閉弁１４Ｎ、常温水供給開閉弁１９Ｎが閉となる。

【0055】

図３Ｄを参照して、常温水槽３Ｎ内に貯留された圧縮空気を蓄圧槽３Ａで回収する。そのために、主給気開閉弁１４Ｍ、常温水供給開閉弁１９Ｎが閉となる一方、常温水槽給気開閉弁１４Ｎ、蓄圧槽給気開閉弁１４Ａが開となる。なお、膨張機開閉弁１７は閉であることが好ましい。これにより、常温水槽３Ｎ内の圧縮空気が、常温水槽給気ライン４Ｎ及び蓄圧槽給気ライン４Ａを介し、蓄圧槽３Ａに供給される。蓄圧槽３Ａの内圧が常温水槽３Ｎの内圧と均衡すると、圧縮空気の移送が停止する。圧縮機２ａが常温水槽３Ｎ及び蓄圧槽３Ａから遮断され、且つ常温水槽３Ｎが蓄圧槽３Ａと連通する状態を形成することで、このような圧縮空気のエネルギー回収を実現できる。

【0056】

圧縮空気の移送が停止すると、蓄圧槽給気開閉弁１４Ａが閉となる。その後は、図３Ａに戻り、上記の動作が常温水の充填から繰り返される。

【0057】

高置水槽３Ｅ内の常温水は、水頭圧を利用して、落水ライン３０を鉛直下向きに流れ、各階層の給水対象に供給される。なお、高置水槽３Ｅには、高置水槽３Ｅ内の水を流出させるためのポンプが設けられていてもよい。

【0058】

詳細な動作図を省略するが、温水槽３Ｈ及び冷水槽３Ｃに関しても、常温水槽３Ｎと同様である。温水槽３Ｈにおいても、温水の温水槽３Ｈでの貯留、温水槽３Ｈから給水対象への温水の供給、及び温水槽３Ｈ内の圧縮空気からのエネルギー回収の一連の動作が繰り返される。冷水槽３Ｃにおいても、冷水の冷水槽３Ｃでの貯留、冷水槽３Ｃから給水対象への冷水の供給、及び冷水槽３Ｃ内の圧縮空気からのエネルギー回収の一連の動作が繰り返される。

【0059】

温水貯留時には、温水槽３Ｈに関連付けられた開閉弁が、常温水槽３Ｎに関連付けられた開閉弁と同様に作動する。これにより、温水槽３Ｈが大気開放され且つ温水槽３Ｈが圧縮機２ａ及び他の槽から遮断された状態で、温水が温水充填ライン５Ｈを介して温水槽３Ｈに供給される。このとき、常温水貯留時との相違として、温水ポンプ１０Ｈが作動し、水源Ｗからの常温水が常温水充填ライン５Ｎから温水充填ライン５Ｈに引き込まれる。この温水貯留時には、圧縮空気が温水槽３Ｈには供給されない一方で、常温水槽３Ｎ、冷水槽３Ｃ、又は蓄圧槽３Ａに供給され、その過程で圧縮空気が第１熱交換器８ａを通過している。圧縮空気の温度は、圧縮機２ａから吐出された直後において、１５０～１８０℃である。一方、常温水の温度は、２０～３０℃である。常温水は、温水充填ライン５Ｈを通流する過程において、第１熱交換器８ａにて圧縮空気と熱交換を行い、５０～７０℃に昇温され、温水となる。温水ポンプ１０Ｈは、温水貯留時を除き、停止している。

【0060】

温水供給時にも、温水槽３Ｈに関連付けられた開閉弁が、常温水槽３Ｎに関連付けられた開閉弁と同様に作動する。これにより、温水が、温水供給ライン９Ｈを介して揚水され、給水対象に供給される。温水槽３Ｈ内の圧縮空気の回収時にも、温水槽３Ｈに関連付けられた開閉弁が、常温水槽３Ｎに関連付けられた開閉弁と同様に作動する。これにより、温水槽３Ｈ内の圧縮空気が、温水槽給気ライン４Ｈ及び蓄圧槽給気ライン４Ａを介し、蓄圧槽３Ａに供給される。蓄圧槽３Ａの内圧が温水槽３Ｈの内圧と均衡すると、圧縮空気の移送が停止する。

【0061】

冷水貯留時には、冷水槽３Ｃに関連付けられた開閉弁が、常温水槽３Ｎに関連付けられた開閉弁と同様に作動する。これにより、冷水槽３Ｃが大気開放され且つ冷水槽３Ｃが圧縮機２ａ及び他の槽から遮断された状態で、冷水が冷水充填ライン５Ｃを介して冷水槽３Ｃに供給される。このとき、常温水貯留時との相違として、冷水ポンプ１０Ｃが作動し、水源Ｗからの常温水が常温水充填ライン５Ｎから冷水充填ライン５Ｃに引き込まれる。この冷水貯留時には、膨張機６ａが蓄圧槽３Ａに貯留されている圧縮空気で作動し、膨張機６ａから排出された膨張後空気が第２熱交換器８ｂを通過している。常温水は、冷水充填ライン５Ｃを通流する過程において、第２熱交換器８ｂにて膨張機６ａから排出された膨張後空気と熱交換を行い、５～１５℃に降温され、冷水となる。冷水ポンプ１０Ｃは、冷水貯留時を除き、停止している。

【0062】

冷水供給時にも、冷水槽３Ｃに関連付けられた開閉弁が、常温水槽３Ｎに関連付けられた開閉弁と同様に作動する。これにより、冷水が、冷水供給ライン９Ｃを介して揚水され、給水対象に供給される。冷水槽３Ｃ内の圧縮空気の回収時にも、冷水槽３Ｃに関連付けられた開閉弁が、常温水槽３Ｎに関連付けられた開閉弁と同様に作動する。これにより、冷水槽３Ｃ内の圧縮空気が、冷水槽給気ライン４Ｃ及び蓄圧槽給気ライン４Ａを介し、蓄圧槽３Ａに供給される。蓄圧槽３Ａの内圧が冷水槽３Ｃの内圧と均衡すると、圧縮空気の移送が停止する。

【0063】

本実施形態に係る給水システム１は、多層の建築物Ｂの各階層に設けられた給水対象に水を供給する。給水システム１は、空気を圧縮する圧縮機２ａと、常温水（水源水）を貯留する常温水槽３Ｎと、圧縮機２ａで圧縮された圧縮空気と常温水（水源水）との間で熱交換する第１熱交換器８ａと、第１熱交換器８ａにおける熱交換により昇温された温水を貯留する温水槽３Ｈと、常温水槽３Ｎに供給された圧縮空気により、常温水槽３Ｎから給水対象へ常温水を供給する常温水供給ライン９Ｎと、温水槽３Ｈに供給された圧縮空気により、温水槽３Ｈから給水対象へ温水を供給する温水供給ライン９Ｈと、を備える。

【0064】

別の言い方では、本実施形態に係る給水方法は、多層の建築物Ｂの各階層に設けられた給水対象に水を供給するための方法である。給水方法は、圧縮機２ａで空気を圧縮することと、常温水を常温水槽３Ｎで貯留することと、第１熱交換器８ａにおいて圧縮機２ａで圧縮された圧縮空気と常温水との間で熱交換することと、第１熱交換器８ａにおける熱交換により昇温された温水を温水槽３Ｈで貯留することと、常温水槽３Ｎに圧縮空気を供給することで、常温水槽３Ｎから常温水供給ライン９Ｎを介して給水対象へ常温水を供給することと、温水槽３Ｈに圧縮空気を供給することで、温水槽３Ｈから温水供給ライン９Ｈを介して給水対象へ温水を供給することと、を備える。

【0065】

圧縮機２ａで生成された圧縮空気は高温高圧である。ポンプに代えて、圧縮空気の高圧を利用して、常温水を建築物Ｂの各階層に供給できる。第１熱交換器８ａで圧縮空気の熱を回収でき、それにより温水が生成される。この温水も、圧縮空気の高圧を利用して、建築物Ｂの各階層に供給される。このように、圧縮機２ａの作動で消費されたエネルギーが、給水対象において利用可能な温水として回収される。ポンプで揚水する場合と比べ、エネルギー効率が向上する。

【0066】

給水システム１が、建築物Ｂの上層に設置された高置水槽３Ｅを備える。常温水供給ライン９Ｎが、常温水槽３Ｎから高置水槽３Ｅへと常温水を揚水する。一旦常温水が高置水槽３Ｅに貯留されてから給水対象に供給される。従来の水ポンプで生じるおそれのあった軸封部からの水漏れを防止できる。

【0067】

給水システム１が、常温水槽３Ｎの内圧を検出する常温水槽圧力センサ２１Ｎと、常温水槽３Ｎ内の水位を検出する常温水槽水位センサ２２Ｎと、常温水槽３Ｎへの圧縮空気の供給可否を切り換える常温水槽給気開閉弁１４Ｎと、常温水槽３Ｎへの常温水の供給可否を切り換える常温水充填開閉弁１５Ｎと、常温水槽３Ｎから給水対象への常温水の供給可否を切り換える常温水供給開閉弁１９Ｎと、常温水槽圧力センサ２１Ｎ及び常温水槽水位センサ２２Ｎの検出結果に基づいて、常温水槽給気開閉弁１４Ｎ、常温水充填開閉弁１５Ｎ、及び常温水供給開閉弁１９Ｎを制御するコントローラ２０と、を更に備える。これにより、圧縮空気の圧力を利用して常温水を常温水槽３Ｎから供給対象へ供給し、常温水を常温水槽３Ｎに充填するという一連の動作からなる運転サイクルが、コントローラ２０によって自動化される。

【0068】

給水システム１が、圧縮空気を貯蔵する蓄圧槽３Ａと、蓄圧槽３Ａから供給される圧縮空気によって駆動される膨張機６ａと、膨張機６ａと機械的に接続され、膨張機６ａにより駆動される発電機６ｂと、を更に備える。常温水槽３Ｎ及び温水槽３Ｈに供給された圧縮空気のエネルギーが、電気エネルギーとして回収される。したがって、給水システム１のエネルギー効率が一層向上する。なお、上記の説明では、常温水、温水、及び冷水の揚水に使用された圧縮空気が蓄圧槽３Ｈに移送され、当該移送された圧縮空気のエネルギーが発電機ユニット６において電気エネルギーとして回収され、それにより高いエネルギー効率が達成されている。ただし、圧縮機２ａから吐出された圧縮空気が直接的に蓄圧槽３Ａに供給されてもよく、この場合においても、圧縮機２ａの駆動に使用された電気エネルギーを発電機６ｂにおいて回収できる。

【0069】

給水システム１が、膨張機６ａで膨張された膨張後空気と常温水とで熱交換する第２熱交換器８ｂと、第２熱交換器８ｂにおける熱交換により降温された冷水を貯留する冷水槽３Ｃと、冷水槽３Ｃに供給された圧縮空気により、冷水槽３Ｃから給水対象へ冷水を供給する冷水供給ライン９Ｃと、を更に備える。冷水が、膨張機６ａで膨張された膨張後空気の冷熱で生成され、圧縮空気の高圧を利用して建築物Ｂの各階層に供給される。したがって、給水システム１のエネルギー効率が一層向上する。

【0070】

次に、図４を参照して、上記実施形態との相違点を中心にして、第２実施形態に係る給水システム１について説明する。

【0071】

本実施形態に係る給水システム１は、受水槽３１、落水ライン３２、及び水力発電機３３を備える。受水槽３１は、高置水槽３Ｅよりも鉛直下方に設置される。一例として、受水槽３１は、建築物Ｂの１階又は地下階に設置される。落水ライン３２は、給水対象に接続された落水ライン３０からは独立しており、高置水槽３Ｅ内の常温水を受水槽３１まで落水させる。落水ライン３２上には、高置水槽３Ｅ内の水を落水ライン３２に引き込むため、ポンプが設けられていてもよい。

【0072】

水力発電機３３は、水流発電機であり、落水ライン３２上に介在する。水力発電機３３は、落水ライン３２を通流する水流によって駆動され、交流を発電する。水力発電機３３は、水力で回転駆動される水車によって構成されていてもよく、水力で回転駆動されるポンプによって構成されていてもよい。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

【0073】

本実施形態によれば、高置水槽３Ｅまで供給された常温水の位置エネルギーを電気エネルギーとして回収できる。したがって、給水システム１のエネルギー効率が一層向上する。

【0074】

次に、図５を参照して、上記実施形態との相違点を中心にして、第３実施形態に係る給水システム１について説明する。

【0075】

本実施形態においては、第１実施形態における膨張機排出ライン７ｂが、冷風供給ライン３４に置き換えられている。冷風供給ライン３４は、膨張機６ａの吐出口を空調対象に接続する。空調対象は、給水対象と同じく、多層の建築物Ｂの各階層に設けられている。空調対象は、例えば、各階層に設けられたダクト、あるいは各部屋に設けられた通風口である。

【0076】

この構成により、膨張機６ａで発生した冷熱を使用して、空調対象に冷風を供給できる。給水システム１を冷風の生成にも活用でき、給水システム１のエネルギー効率が一層向上する。

【0077】

なお、給水システム１は、第２実施形態に示した水力発電機３３（図４を参照）と、第３実施形態に示した冷風供給ライン３４（図５を参照）とを両方とも備えていてもよい。

【0078】

次に、図６を参照して、上記実施形態との相違点を中心にして、第４実施形態に係る給水システム１について説明する。

【0079】

本実施形態においては、高置水槽３Ｅ、及び落水ライン３０（図１を参照）が設けられていない。代わりに、第１の給水対象が、第２の給水対象及び第３の給水対象と同様、各層に設けられたタンク、給水ヘッダー、又は蛇口である。常温水供給ライン９Ｎは、常温水槽３Ｎをこのような第１の給水対象に直接的に接続する。常温水供給ライン９Ｎは、温水供給ライン９Ｈ及び冷水供給ライン９Ｃと同様、常温水槽３Ｎから鉛直上向きに延在する上下延在部と、階層ごとに上下延在部から分岐して給水対象に接続される複数の分岐部とを含む。このように、高置水槽３Ｅは省略可能であり、その場合にあっても、給水システム１のエネルギー効率の改善効果は、上記実施形態と同様にして得られる。

【0080】

なお、給水システム１は、第３実施形態に示した冷風供給ライン３４（図５を参照）と、第４実施形態に示した常温水供給ライン９Ｎとを両方とも備えていてもよい。

【0081】

次に、図７Ａ～図７Ｄを参照して、上記実施形態との相違点を中心にして、第５実施形態に係る給水システム１について説明する。システム全体の図示は省略する。

【0082】

図７Ａに示すように、本実施形態においては、常温水槽３Ｎが、二連式であり、第１常温水槽３Ｎａ及び第２常温水槽３Ｎｂの２つを含む。

【0083】

常温水槽給気ライン４Ｎの下流端部は、第１常温水槽３Ｎａ及び第２常温水槽３Ｎｂそれぞれに接続されるべく、分岐されている。常温水槽給気ライン４Ｎは、第１常温水槽３Ｎａに接続される第１常温水槽給気ライン４Ｎａと、主給気ライン４Ｍから分岐して第２常温水槽３Ｎｂに接続される第２常温水槽給気ライン４Ｎｂとを含む。

【0084】

常温水充填ライン５Ｎの下流端部は、第１常温水槽３Ｎａ及び第２常温水槽３Ｎｂそれぞれに接続されるべく、分岐されている。常温水充填ライン５Ｎは、第１常温水槽３Ｎａに接続される第１常温水充填ライン５Ｎａと、第２常温水槽３Ｎｂに接続される第２常温水充填ライン５Ｎｂとを含む。

【0085】

常温水供給ライン９Ｎの上流端部は、第１常温水槽３Ｎａ及び第２常温水槽３Ｎｂそれぞれに接続されるべく、分岐されている。常温水供給ライン９Ｎは、第１常温水槽３Ｎａに接続される第１常温水供給ライン９Ｎａと、第２常温水槽３Ｎｂに接続される第２常温水供給ライン９Ｎｂとを含む。

【0086】

常温水槽給気開閉弁１４Ｎは、第１常温水槽給気ライン４Ｎａを開閉する第１常温水槽給気開閉弁１４Ｎａと、第２常温水槽給気ライン４Ｎｂを開閉する第２常温水槽給気開閉弁１４Ｎｂとを含む。常温水充填開閉弁１５Ｎは、第１常温水充填ライン５Ｎａを開閉する第１常温水充填開閉弁１５Ｎａと、第２常温水充填ライン５Ｎｂを開閉する第２常温水充填開閉弁１５Ｎｂとを含む。常温水供給開閉弁１９Ｎは、第１常温水供給ライン９Ｎａを開閉する第１常温水供給開閉弁１９Ｎａと、第２常温水供給ライン９Ｎｂを開閉する第２常温水供給開閉弁１９Ｎｂとを含む。第１常温水槽３Ｎａには第１常温水槽大気開放弁１３Ｎａが設けられ、第２常温水槽３Ｎｂには第２常温水槽大気開放弁１３Ｎｂが設けられている。

【0087】

図７Ａ～図７Ｄは、このように構成される本実施形態における常温水の給水の説明図である。図７Ａを参照して、第１常温水槽３Ｎａ内の水位が空水位になると、常温水が第１常温水槽３Ｎａに貯留される。そのために、第１常温水槽給気開閉弁１４Ｎａ、第１常温水供給開閉弁１９Ｎａが閉となる一方、第１常温水充填開閉弁１５Ｎａ、第１常温水槽大気開放弁１３Ｎａが開となる。なお、主給気開閉弁１４Ｍの弁位置は第１常温水槽給気開閉弁１４Ｎａよりも常温水槽給気ライン４Ｎにおいて圧縮機２ａに近い位置にある限りにおいて問わない。これにより、第１常温水槽３Ｎａの内圧が大気圧となる。水源Ｗからの常温水が第１常温水槽３Ｎａ内に充填されていく。なお、このときの第２常温水槽３Ｎｂにおける動作は、説明の都合上後述する。

【0088】

第１常温水槽３Ｎａ内の水位が満水位に達すると、一旦、第１常温水供給開閉弁１９Ｎａ、第１常温水槽大気開放弁１３Ｎａが閉となる。第１常温水槽３Ｎａ及び第２常温水槽３Ｎｂに関連付けられた他のバルブも全て閉となる。

【0089】

次に、図７Ｂを参照して、常温水を第１常温水槽３Ｎａから常温水供給ライン９Ｎを介し高置水槽３Ｅに供給する。そのために、第１常温水充填開閉弁１５Ｎａ、第１常温水槽大気開放弁１３Ｎａが閉となる一方、主給気開閉弁１４Ｍ、第１常温水槽給気開閉弁１４Ｎａ、第１常温水供給開閉弁１９Ｎａが開となる。これにより、圧縮空気が、圧縮機２ａから主給気ライン４Ｍ及び第１常温水槽給気ライン４Ｎａを介して第１常温水槽３Ｎａに供給される。第１常温水槽３Ｎａの内圧は、大気圧から圧縮空気の圧力まで上昇する。圧縮空気に押され、第１常温水槽３Ｎａ内の常温水は、第１常温水槽３Ｎａから排出され、上流部９ＮＵを介して高置水槽３Ｅまで揚水される。

【0090】

これと同時に、常温水が第２常温水槽３Ｎｂに供給される。そのために、第２常温水槽給気開閉弁１４Ｎｂ、第２常温水供給開閉弁１９Ｎｂが閉となる一方、第２常温水充填開閉弁１５Ｎｂ、第２常温水槽大気開放弁１３Ｎｂが開となる。第１常温水槽３Ｎａから給水対象（あるいは高置水槽３Ｅ）への常温水の供給のため、主給気開閉弁１４Ｍは開であるが、第２常温水槽３Ｎｂは圧縮機２ａからは遮断され、第２常温水槽３Ｎｂの内圧は大気圧となる。水源Ｗからの常温水が第２常温水槽３Ｎｂ内に充填されていく。

【0091】

このように、第１常温水槽３Ｎａから常温水を給水対象に供給している間に、第２常温水槽３Ｎｂに常温水が充填されていく。図７Ｃを参照して、第１常温水槽３Ｎａ内の水位が空水位に達すると、一旦、第１常温水槽給気開閉弁１４Ｎａ、第１常温水供給開閉弁１９Ｎａ、第１常温水充填開閉弁１５Ｎａ、第１常温水槽大気開放弁１３Ｎａが閉となる。

【0092】

図７Ｄを参照して、第１常温水槽３Ｎａ内に貯留されている圧縮空気を蓄圧槽３Ａで回収する。そのために、主給気開閉弁１４Ｍ、第１常温水槽大気開放弁１３Ｎａ、第１常温水充填開閉弁１５Ｎａ、第１常温水供給開閉弁１９Ｎａが閉となる。一方、第１常温水槽給気開閉弁１４Ｎａ、蓄圧槽給気開閉弁１４Ａが閉となる。膨張機開閉弁１７は閉であることが好ましい。これにより、蓄圧槽３Ａの内圧が第１常温水槽３Ｎａの内圧と均衡すると、圧縮空気の移送が停止する。圧力の均衡は、圧力センサから出力される検出結果に基づいて判断される。

【0093】

圧縮空気の移送が停止すると、蓄圧槽給気開閉弁１４Ａが閉となる。その後は、図７Ａに戻り、第１常温水槽３Ｎａに常温水が再び供給される。

【0094】

図７Ａに示すように、第１常温水槽３Ｎａに常温水が充填されている間に、第２常温水槽３Ｎｂから常温水を給水対象に供給する。そのために、第２常温水充填開閉弁１５Ｎｂ、第２常温水槽大気開放弁１３Ｎｂが閉となる一方、主給気開閉弁１４Ｍ、第２常温水槽給気開閉弁１４Ｎｂ、第２常温水供給開閉弁１９Ｎｂが開となる。これにより、圧縮空気が、圧縮機２ａから主給気ライン４Ｍ及び第２常温水槽給気ライン４Ｎｂを介して第２常温水槽３Ｎｂに供給される。第２常温水槽３Ｎｂの内圧は、大気圧から圧縮空気の圧力まで上昇する。圧縮空気に押され、第２常温水槽３Ｎｂ内の常温水は、第２常温水槽３Ｎｂから排出され、高置水槽３Ｅまで揚水される。

【0095】

このように常温水槽が二連式であることにより、片方の常温水槽への充填時に、もう片方の常温水槽から給水対象又は高置水槽３Ｅに常温水を供給できる。給水が連続的に行われ、給水対象への常温水の安定供給を実現できる。

【0096】

詳細図示を省略するが、第２常温水槽３Ｎｂに貯留された圧縮空気についても、第１常温水槽３Ｎａと同様にして、蓄圧槽３Ａで回収可能である。温水槽３Ｈ又は冷水槽３Ｃが二連式で構成されてもよい。これにより、常温水と同様にして、温水又は冷水を給水対象に安定供給できる。

【0097】

これまで、実施形態について説明したが、上記構成は本発明の趣旨の範囲内で適宜追加、変更、又は削除可能である。

【0098】

本実施形態では、常温水槽３Ｎ、温水槽３Ｈ、冷水槽３Ｃ、及び蓄圧槽３Ａは、建築物Ｂの１階と同じレベルに設置されるが、地階と同じレベルに設置してもよい。

【0099】

また、温水槽３Ｈに貯留される温水を温度調整（例えば、保温）するヒータあるいは冷水槽３Ｃに貯留される水を温度調整（例えば、保冷）するクーラを設けてもよい。また、それらヒータあるいはクーラの電力として、発電機６ｂ、水力発電機３３で発電した電力あるいは電源設備からの電力を用いてもよい。

【符号の説明】

【0100】

１ 給水システム
２ 圧縮機ユニット
２ａ 圧縮機
２ｂ モータ
２ｃ インバータ
３Ａ 蓄圧槽
３Ｃ 冷水槽
３Ｅ 高置水槽
３Ｈ 温水槽
３Ｎ 常温水槽
３Ｎａ 第１常温水槽
３Ｎｂ 第２常温水槽
４ 給気ライン
４Ａ 蓄圧槽給気ライン
４Ｃ 冷水槽給気ライン
４Ｈ 温水槽給気ライン
４Ｍ 主給気ライン
４Ｎ 常温水槽給気ライン
４Ｎａ 第１常温水槽給気ライン
４Ｎｂ 第２常温水槽給気ライン
５ 水充填ライン
５Ｃ 冷水充填ライン
５Ｈ 温水充填ライン
５Ｎ 常温水充填ライン
５Ｎａ 第１常温水充填ライン
５Ｎｂ 第２常温水充填ライン
６ 発電機ユニット
６ａ 膨張機
６ｂ 発電機
７ 膨張機ライン
７ａ 膨張機供給ライン
７ｂ 膨張機排出ライン
８ａ 第１熱交換器
８ｂ 第２熱交換器
９ 給水ライン
９Ｃ 冷水供給ライン
９Ｈ 温水供給ライン
９Ｎ 常温水供給ライン
９Ｎａ 第１常温水供給ライン
９Ｎｂ 第２常温水供給ライン
１０Ｃ 冷水ポンプ
１０Ｈ 温水ポンプ
１３Ａ 蓄圧槽大気開放弁
１３Ｃ 冷水槽大気開放弁
１３Ｈ 温水槽大気開放弁
１３Ｎ 常温水槽大気開放弁
１３Ｎａ 第１常温水槽大気開放弁
１３Ｎｂ 第２常温水槽大気開放弁
１４Ａ 蓄圧槽給気開閉弁
１４Ｃ 冷水槽給気開閉弁
１４Ｈ 温水槽給気開閉弁
１４Ｍ 主給気開閉弁
１４Ｎ 常温水槽給気開閉弁
１４Ｎａ 第１常温水槽給気開閉弁
１４Ｎｂ 第２常温水槽給気開閉弁
１５Ｃ 冷水充填開閉弁
１５Ｈ 温水充填開閉弁
１５Ｎ 常温水充填開閉弁
１５Ｎａ 第１常温水充填開閉弁
１５Ｎｂ 第２常温水充填開閉弁
１７ 膨張機開閉弁
１９Ｃ 冷水供給開閉弁
１９Ｈ 温水供給開閉弁
１９Ｎ 常温水供給開閉弁
１９Ｎａ 第１常温水供給開閉弁
１９Ｎｂ 第２常温水供給開閉弁
２０ コントローラ
２１Ａ 蓄圧槽圧力センサ
２１Ｃ 冷水槽圧力センサ
２１Ｈ 温水槽圧力センサ
２１Ｎ 常温水槽圧力センサ
２２Ｃ 冷水槽水位センサ
２２Ｈ 温水槽水位センサ
２２Ｎ 常温水槽水位センサ
３０ 落水ライン
３１ 受水槽
３２ 落水ライン
３３ 水力発電機
３４ 冷風供給ライン
Ｂ 建築物
Ｗ 水源

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】