特許 7103114 ボイラシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-11

(45)【発行日】2022-07-20

(54)【発明の名称】ボイラシステム

(51)【国際特許分類】

   F22D 1/18 20060101AFI20220712BHJP

   F22D 5/00 20060101ALI20220712BHJP

   F24H 15/248 20220101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

F22D1/18

F22D5/00 Z

F24H15/248

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018179211

(22)【出願日】2018-09-25

(65)【公開番号】P2020051651

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-06-21

(73)【特許権者】

【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】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大沢 智也

(72)【発明者】

【氏名】金丸 真嘉

(72)【発明者】

【氏名】石崎 信行

(72)【発明者】

【氏名】阿部 忠由

【審査官】長尾 裕貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１４６０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２３６２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９４３１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｄ １／１８

Ｆ２２Ｄ ５／００

Ｆ２４Ｈ １５／２４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のボイラからなるボイラ群と、
前記ボイラ群で生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、
前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧に基づいて、前記ボイラ群の燃焼状態を制御する第１台数制御手段と、
複数の給水加温ユニットからなる給水加温ユニット群と、
前記給水加温ユニット群で生成された温水を貯留して前記ボイラ群に供給する温水タンクと、
前記温水タンクの水位を検出する水位検出手段と、
前記給水加温ユニット群の運転台数を制御する第２台数制御手段と、を備え、
前記第２台数制御手段は、
前記水位検出手段の検出水位値に基づいて、前記給水加温ユニット群の基本運転台数を決定する台数決定部と、
前記第１台数制御手段から取得した前記ボイラ群の運転情報に基づいて、前記基本運転台数を補正し、補正運転台数を導出する台数補正部と、
前記台数補正部で導出された前記補正運転台数に基づいて、前記給水加温ユニット群の各機に運転又は停止を指令する運転指令部と、を有する、
ボイラシステム。

【請求項2】

前記台数補正部は、前記第１台数制御手段から前記ボイラ群の運転情報として運転台数情報を取得し、前記運転台数情報の増加がない場合、前記基本運転台数を補正せずに最新の前記補正運転台数に設定し、前記運転台数情報が１台増加した場合、この増加が起こる直前の前記補正運転台数に１台分加算した台数を最新の前記補正運転台数に設定する、
請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項3】

前記台数補正部は、前記ボイラ群の運転台数を１台増加したことにより前記補正運転台数を更新した場合、更新から所定時間経過後に、前記基本運転台数を最新の前記補正運転台数に設定する、
請求項２に記載のボイラシステム。

【請求項4】

前記第２台数制御手段は、前記給水加温ユニットの１台ごとの温水製造能力情報を取得する能力取得部を有し、
前記台数補正部は、前記第１台数制御手段から前記ボイラ群の運転情報として総燃焼量情報を取得し、前記総燃焼量情報に基づいて、前記ボイラ群の総給水要求量を算出し、少なくとも前記能力取得部で取得した前記温水製造能力情報に基づいて、前記給水加温ユニット群の総温水製造量を算出し、前記総給水要求量と総温水製造量の比較により前記補正運転台数を導出する、
請求項１に記載のボイラシステム。

【請求項5】

前記複数の給水加温ユニットのそれぞれは、
高温流体と給水との熱交換により給水を加温する熱交換器と、
前記熱交換器に対する高温流体の流通状態と非流通状態を切り換える第１流通切換手段と、
前記熱交換器に対する給水の流量を調節する流量調節手段と、
前記熱交換器で生成された温水の温度を検出する温度検出手段と、
前記第１流通切換手段及び前記流量調節手段を制御するローカル制御手段と、を有し、
前記ローカル制御手段は、前記第２台数制御手段からの運転指令を受けて前記第１流通切換手段を流通状態に制御する一方、前記第２台数制御手段からの停止指令を受けて前記第１流通切換手段を非流通状態に制御し、前記第１流通切換手段を流通状態に制御した運転中、前記温度検出手段の検出温度値が目標温度値になるように、前記流量調節手段を制御し、前記第１流通切換手段を非流通状態に制御した停止中、給水を遮断するように、前記流量調節手段を制御する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のボイラシステム。

【請求項6】

前記複数の給水加温ユニットのそれぞれは、
圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器が順次環状に接続されて冷媒が循環され、前記凝縮器で温熱を取り出す蒸気圧縮式ヒートポンプと、
前記蒸発器に対する熱源水の流通状態と非流通状態を切り換える第２流通切換手段と、
前記凝縮器に対する給水の流量を調節する流量調節手段と、
前記凝縮器で生成された温水の温度を検出する温度検出手段と、
前記圧縮機、前記第２流通切換手段、及び前記流量調節手段を制御するローカル制御手段と、を有し、
前記ローカル制御手段は、前記第２台数制御手段からの運転指令を受けて前記圧縮機及び前記第２流通切換手段を流通状態に制御する一方、前記第２台数制御手段からの停止指令を受けて前記圧縮機及び前記第２流通切換手段を非流通状態に制御し、前記圧縮機を流通状態に制御した運転中、前記温度検出手段の検出温度値が目標温度値になるように、前記流量調節手段を制御し、前記圧縮機を非流通状態に制御した停止中、給水を遮断するように、前記流量調節手段を制御する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のボイラシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボイラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

熱源水の熱を用いて給水を加温し、生成された温水をボイラの温水タンクに供給する技術が提案されている。温水タンクの温水がボイラに供給されることにより、ボイラで蒸気を生成するために必要な燃料が削減される。特許文献１には、生成される温水の温度が目標温度に維持されるように給水の流量を調整する出湯温度一定制御に関する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１４６０３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ボイラの給水要求量が急激に増加すると、温水タンクが渇水に近い低水位状態となり、ボイラの運転を継続できなくなる懸念がある。温水タンクの低水位状態を解消するために、温水タンクに冷水を補給すると、温水タンクの水温が低下し、ボイラでの燃料削減効果が小さくなってしまう。

【0005】

本発明の態様は、温水タンクの低水状態及び水温低下を防止できるボイラ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】

【0006】

本発明の態様に従えば、複数のボイラからなるボイラ群と、前記ボイラ群で生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダと、前記蒸気ヘッダの内部の蒸気圧に基づいて、前記ボイラ群の燃焼状態を制御する第１台数制御手段と、複数の給水加温ユニットからなる給水加温ユニット群と、前記給水加温ユニット群で生成された温水を貯留して前記ボイラ群に供給する温水タンクと、前記温水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記給水加温ユニット群の運転台数を制御する第２台数制御手段と、を備え、前記第２台数制御手段は、前記水位検出手段の検出水位値に基づいて、前記給水加温ユニット群の基本運転台数を決定する台数決定部と、前記第１台数制御手段から取得した前記ボイラ群の運転情報に基づいて、前記基本運転台数を補正し、補正運転台数を導出する台数補正部と、前記台数補正部で導出された前記補正運転台数に基づいて、前記給水加温ユニット群の各機に運転又は停止を指令する運転指令部と、を有する、ボイラシステムが提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明の態様によれば、温水タンクの低水位状態及び水温低下を防止できるボイラシステムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係るボイラシステムの一例を示す模式図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るボイラシステムの一例を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るボイラシステムの制御方法を説明するための図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るボイラシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図5】図５は、第１実施形態に係るボイラシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図6】図６は、第２実施形態に係るボイラシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。

【図7】図７は、コンピュータシステムの一例を示すブロック図である。

【図8】図８は、他の実施形態に係る熱交換器の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0010】

［１］第１実施形態
＜ボイラシステム＞
図１は、本実施形態に係るボイラシステム１００の一例を模式的に示す図である。ボイラシステム１００は、工場のような産業施設に設けられる。

【0011】

ボイラシステム１００は、複数のボイラ５２からなるボイラ群６０と、ボイラ群６０で生成された蒸気を集合させる蒸気ヘッダ６１と、蒸気ヘッダ６１内の蒸気圧に基づいてボイラ群６０の燃焼状態を制御する第１台数制御装置７０と、複数の給水加温ユニット１からなる給水加温ユニット群２０と、給水ＣＷを貯留する給水タンク２と、熱源水ＳＷを貯留する熱源水タンク３と、給水加温ユニット群２０で生成された温水ＨＷを貯留してボイラ群６０に供給する温水タンク５１と、温水タンク５１の水位を検出する水位センサ５０と、給水加温ユニット群２０の運転台数を制御する第２台数制御装置３０と、を備える。

【0012】

また、ボイラシステム１００は、給水タンク２と複数の給水加温ユニット１のそれぞれとを接続する給水流路１０と、複数の給水加温ユニット１のそれぞれと温水タンク５１とを接続する温水流路１１と、給水タンク２と温水タンク５１とを接続するバイパス流路１２と、熱源水タンク３と複数の給水加温ユニット１のそれぞれとを接続する熱源水流路１３とを有する。

【0013】

ボイラ群６０は、複数のボイラ５２からなる。図１に示す例において、ボイラ群６０は、２台のボイラ５２からなる。なお、ボイラ群６０を構成するボイラ５２の数は、３台以上の任意の複数でもよい。複数のボイラ５２は、それぞれ同一の最大蒸発量と燃焼制御を有する仕様である。

【0014】

温水タンク５１は、給水加温ユニット１で生成された温水ＨＷを貯留する。温水タンク５１は、温水流路１１を介して給水加温ユニット１に接続される。また、温水タンク５１は、温水流路５３を介してボイラ５２と接続される。温水流路５３には、温水ポンプ５４が設けられる。温水ポンプ５４が駆動されることにより、温水タンク５１の温水ＨＷがボイラ５２に供給される。

【0015】

ボイラ５２は、蒸気ボイラである。ボイラ５２は、温水タンク５１から供給された温水ＨＷを加熱して蒸気を生成する。温水タンク５１の温水ＨＷがボイラ５２に供給されることにより、ボイラ５２で蒸気を生成するために必要な燃料が削減される。ボイラ５２で生成された蒸気は、蒸気流路６２を介して蒸気ヘッダ６１に供給される。

【0016】

蒸気ヘッダ６１は、複数のボイラ５２のそれぞれから供給された蒸気を貯留する。蒸気ヘッダ６１は、蒸気流路６３を介して蒸気使用機器６４に接続される。蒸気ヘッダ６１の蒸気は、蒸気流路６３を介して蒸気使用機器６４に供給される。

【0017】

蒸気ヘッダ６１は、蒸気圧センサ６５を有する。蒸気圧センサ６５は、蒸気ヘッダ６１の蒸気圧を検出する。蒸気圧センサ６５で検出された蒸気ヘッダ６１の蒸気圧を示す検出蒸気圧値は、第１台数制御装置７０に出力される。

【0018】

第１台数制御装置７０は、コンピュータシステムを含む。第１台数制御装置７０は、蒸気ヘッダ６１の内部の蒸気圧に基づいて、ボイラ群６０の燃焼状態を制御する第１台数制御手段として機能する。

【0019】

ボイラ群６０の燃焼状態は、ボイラ５２の運転台数、及び複数のボイラ５２のそれぞれの燃焼量を含む。

【0020】

ボイラ５２の運転台数とは、ボイラ群６０の複数のボイラ５２のうち運転するボイラ５２の台数をいう。第１台数制御装置７０は、ボイラ群６０の運転台数を制御する台数指令を出力する。台数指令は、停止中のボイラ５２を運転させる運転指令、及び運転中のボイラ５２を停止させる停止指令を含む。

【0021】

ボイラ５２の燃焼量［ｋｃａｌ／ｈ］とは、バーナが配置されるボイラ５２の燃焼室において単位時間当たりに発生する熱量をいう。バーナに供給される燃料が増えると、ボイラ５２の燃焼量が大きくなる。バーナに供給される燃料が減ると、ボイラ５２の燃焼量が小さくなる。第１台数制御装置７０は、複数のボイラ５２のそれぞれの燃焼量を制御する燃焼指令を出力する。

【0022】

第１台数制御装置７０は、蒸気圧センサ６５の検出蒸気圧値に基づいて、ボイラ５２の運転台数及び運転するボイラ５２の燃焼量を含むボイラ群６０の燃焼状態を制御する。

【0023】

ボイラ５２は、ローカル制御装置５５を有する。第１台数制御装置７０は、複数のローカル制御装置５５のそれぞれに台数指令及び燃焼指令を出力する。ローカル制御装置５５は、第１台数制御装置７０からの台数指令及び燃焼指令を受けて、そのローカル制御装置５５が属するボイラ５２の燃焼状態を制御する。

【0024】

給水加温ユニット群２０は、複数の給水加温ユニット１からなる。図１に示す例において、給水加温ユニット群２０は、２台の給水加温ユニット１からなる。なお、給水加温ユニット群２０を構成する給水加温ユニット１の数は、３台以上の任意の複数でもよい。複数の給水加温ユニット１は、それぞれ同一の加熱能力と運転制御を有する仕様である。

【0025】

給水タンク２は、給水加温ユニット１及び温水タンク５１の少なくとも一方に供給される給水ＣＷを貯留する。給水タンク２は、給水流路１０を介して複数の給水加温ユニット１のそれぞれに接続される。給水タンク２は、バイパス流路１２を介して温水タンク５１にも接続される。給水タンク２に貯留される給水ＣＷの温度は、例えば２０℃である。給水タンク２に貯留される給水ＣＷは、軟水である。硬水軟化装置（不図示）により硬度成分が除去された軟水が給水タンク２に貯留される。

【0026】

熱源水タンク３は、給水加温ユニット１に供給される熱源水ＳＷを貯留する。熱源水タンク３は、熱源水流路１３を介して複数の給水加温ユニット１のそれぞれに接続される。熱源水ＳＷは、産業施設から排出される廃温水を含む。熱源水ＳＷは、産業施設から供給流路１４を介して熱源水タンク３に供給される。熱源水タンク３は、熱源水ＳＷをオーバーフローさせるオーバーフロー路１５を有する。

【0027】

バイパス流路１２には、補給ポンプ７が設けられる。補給ポンプ７は、給水タンク２に貯留されている給水ＣＷを温水タンク５１に供給する。補給ポンプ７が駆動されることにより、給水タンク２の給水ＣＷが、給水加温ユニット１を介さずに、バイパス流路１２から温水タンク５１に供給される。

【0028】

補給ポンプ７は、可変容量ポンプでもよいし、固定容量ポンプでもよい。補給ポンプ７は、温水タンク５１に対して給水ＣＷが供給される流通状態と、温水タンク５１に対する給水ＣＷの供給が停止される非流通状態とを切り換える。補給ポンプ７が駆動されることにより、給水タンク２から温水タンク５１に対して給水ＣＷが供給される流通状態になる。補給ポンプ７が停止されることにより、給水タンク２から温水タンク５１に対する給水ＣＷの供給が停止される非流通状態になる。

【0029】

水位センサ５０は、温水タンク５１の水位を検出する水位検出手段として機能する。温水タンク５１の水位とは、温水タンク５１に貯留される温水ＨＷの表面の高さをいう。本実施形態において、水位センサ５０は、電極式水位センサを含む。水位センサ５０として、例えば複数の電極棒が温水タンク５１に配置されてもよい。複数の電極棒は、電極棒の下端部の高さが異なるように温水タンク５１に配置される。温水ＨＷに接触した電極棒が特定されることにより、温水タンク５１の水位が検出される。なお、水位センサ５０は、温水タンク５１の水位を検出できればよく、電極式水位センサ以外に静電容量式水位センサや圧力式センサを利用することもできる。

【0030】

第２台数制御装置３０は、コンピュータシステムを含む。第２台数制御装置３０は、給水加温ユニット群２０の運転台数を制御する台数制御手段として機能する。

【0031】

＜給水加温ユニット＞
給水加温ユニット１は、熱源水タンク３から供給された熱源水ＳＷの熱を用いて、給水タンク２から供給された給水ＣＷを加温して、温水ＨＷを生成する。給水加温ユニット１は、給水ＣＷを加温して温水ＨＷを生成するヒートポンプ４と、ヒートポンプ４に対する熱源水ＳＷの流通状態と非流通状態とを切り換える熱源水ポンプ５と、ヒートポンプ４に対する給水ＣＷの流量を調節する給水ポンプ６と、ヒートポンプ４で生成された温水ＨＷの温度を検出する温度センサ８と、ローカル制御装置９とを有する。

【0032】

給水ポンプ６は、給水流路１０に設けられる。給水ポンプ６は、給水タンク２に貯留されている給水ＣＷをヒートポンプ４に供給する。給水ポンプ６が駆動されることにより、給水タンク２の給水ＣＷが、給水流路１０を介してヒートポンプ４に供給される。給水ポンプ６は、可変容量ポンプである。給水ポンプ６は、ヒートポンプ４に対する給水ＣＷの流量を調節可能である。

【0033】

本実施形態において、給水ポンプ６を駆動するモータの駆動周波数がインバータ制御される。給水ポンプ６の回転数は、モータの駆動周波数に連動する。給水ポンプ６の回転数が調整されることにより、給水タンク２からヒートポンプ４に対する給水ＣＷの流量が調節される。

【0034】

給水ポンプ６は、ヒートポンプ４に対して給水ＣＷが供給される流通状態とヒートポンプ４に対する給水ＣＷの供給が停止される非流通状態とを切り換える。給水ポンプ６が駆動されることにより、給水タンク２からヒートポンプ４に対して給水ＣＷが供給される流通状態になる。給水ポンプ６が停止されることにより、給水タンク２からヒートポンプ４に対する給水ＣＷの供給が停止される非流通状態になる。

【0035】

熱源水ポンプ５は、熱源水流路１３に設けられる。熱源水ポンプ５は、熱源水タンク３に貯留されている熱源水ＳＷをヒートポンプ４に供給する。熱源水ポンプ５が駆動されることにより、熱源水タンク３の熱源水ＳＷが、熱源水流路１３を介してヒートポンプ４に供給される。

【0036】

熱源水ポンプ５は、可変容量ポンプでもよいし、固定容量ポンプでもよい。熱源水ポンプ５は、ヒートポンプ４に対して熱源水ＳＷが供給される流通状態とヒートポンプ４に対する熱源水ＳＷの供給が停止される非流通状態とを切り換える。熱源水ポンプ５が駆動されることにより、熱源水タンク３からヒートポンプ４に対して熱源水ＳＷが供給される流通状態になる。熱源水ポンプ５が停止されることにより、熱源水タンク３からヒートポンプ４に対する熱源水ＳＷの供給が停止される非流通状態になる。

【0037】

本実施形態において、ヒートポンプ４は、蒸気圧縮式ヒートポンプである。ヒートポンプ４は、圧縮機４１と、凝縮器４２と、膨張弁４３と、蒸発器４４とを有する。圧縮機４１、凝縮器４２、膨張弁４３、及び蒸発器４４は、順次環状に接続されて循環流路４７を形成する。冷媒ＲＥは、圧縮機４１、凝縮器４２、膨張弁４３、及び蒸発器４４を含む循環流路４７を循環する。循環流路４７を流れる冷媒ＲＥは、気相の冷媒ＲＥであるガス冷媒ＲＥｇと、液相の冷媒ＲＥである液冷媒ＲＥｌとを含む。ヒートポンプ４は、凝縮器４２で温熱を取り出す。

【0038】

また、ヒートポンプ４は、循環流路４７において凝縮器４２と膨張弁４３との間に配置される過冷却器４５と、廃熱回収熱交換器４６とを有する。

【0039】

給水流路１０は、廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２のそれぞれに接続される。給水タンク２から給水流路１０に送出された給水ＣＷは、廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２の順に流れる。

【0040】

熱源水流路１３は、蒸発器４４、及び廃熱回収熱交換器４６のそれぞれに接続される。熱源水タンク３から熱源水流路１３に送出された熱源水ＳＷは、蒸発器４４、及び廃熱回収熱交換器４６の順に流れる。

【0041】

冷媒ＲＥは、循環流路４７において、圧縮機４１、凝縮器４２、過冷却器４５、膨張弁４３、及び蒸発器４４の順に流れる。

【0042】

圧縮機４１は、冷媒ＲＥを圧縮する。圧縮機４１には、ガス冷媒ＲＥｇが供給される。圧縮機４１は、ガス冷媒ＲＥｇを圧縮して高温高圧のガス冷媒ＲＥｇを生成する。圧縮機４１で生成される高温高圧のガス冷媒ＲＥｇは、給水ＣＷとの熱交換に利用される高温流体である。

【0043】

圧縮機４１は、モータ（不図示）により駆動される。圧縮機４１が駆動されることにより、ガス冷媒ＲＥｇが圧縮され、高温高圧のガス冷媒ＲＥｇが凝縮器４２に供給される。圧縮機４１が停止されることにより、凝縮器４２に対するガス冷媒ＲＥｇの供給が停止される。

【0044】

凝縮器４２は、圧縮機４１からのガス冷媒ＲＥｇを凝縮する。給水ＣＷは、給水流路１０を介して凝縮器４２に供給される。ガス冷媒ＲＥｇは、凝縮器４２において凝縮されることにより放熱して、給水ＣＷに熱を与える。また、ガス冷媒ＲＥｇは、凝縮器４２において放熱することにより液化して液冷媒ＲＥｌに変換される。凝縮器４２は、高温流体であるガス冷媒ＲＥｇと給水ＣＷとの熱交換により給水ＣＷを加温する。凝縮器４２は、給水ＣＷを加温して温水ＨＷを生成する。

【0045】

凝縮器４２は、温水流路１１を介して温水タンク５１に接続される。凝縮器４２で生成された温水ＨＷは、温水流路１１を介して温水タンク５１に供給される。

【0046】

膨張弁４３は、凝縮器４２からの液冷媒ＲＥｌを膨張させる。膨張弁４３は、凝縮器４２からの液冷媒ＲＥｌの圧力及び温度を低下させる。

【0047】

蒸発器４４は、膨張弁４３からの液冷媒ＲＥｌを蒸発させる。熱源水ＳＷは、熱源水流路１３を介して蒸発器４４に供給される。液冷媒ＲＥｌは、蒸発器４４において蒸発することにより吸熱して、熱源水ＳＷから熱を奪う。また、液冷媒ＲＥｌは、蒸発器４４において吸熱することにより気化してガス冷媒ＲＥｇに変換される。

【0048】

過冷却器４５は、凝縮器４２に供給される前の給水ＣＷと膨張弁４３に供給される前の液冷媒ＲＥｌとを熱交換する間接熱交換器である。給水ＣＷは、給水流路１０を介して過冷却器４５に供給される。過冷却器４５に供給された給水ＣＷにより、膨張弁４３に供給される前の液冷媒ＲＥｌが過冷却される。過冷却器４５に供給された液冷媒ＲＥｌにより、凝縮器４２に供給される前の給水ＣＷが加温される。冷媒ＲＥは、凝縮器４２において潜熱を放出し、過冷却器４５において顕熱を放出する。

【0049】

廃熱回収熱交換器４６は、過冷却器４５に供給される前の給水ＣＷと蒸発器４４を通過した後の熱源水ＳＷとを熱交換する間接熱交換器である。給水ＣＷは、給水流路１０を介して廃熱回収熱交換器４６に供給される。熱源水ＳＷは、熱源水流路１３を介して廃熱回収熱交換器４６に供給される。廃熱回収熱交換器４６において、給水ＣＷと熱源水ＳＷとが熱交換することにより、過冷却器４５に供給される前の給水ＣＷが加温される。

【0050】

圧縮機４１が駆動されることにより、ガス冷媒ＲＥｇが圧縮され、高温流体である高温高圧のガス冷媒ＲＥｇが凝縮器４２に供給される。圧縮機４１が停止されることにより、凝縮器４２に対するガス冷媒ＲＥｇの供給が停止される。圧縮機４１は、凝縮器４２に対する高温流体（ガス冷媒ＲＥｇ）の流通状態と非流通状態を切り換える第１流通切換手段として機能する。圧縮機４１が駆動されることにより、圧縮機４１から凝縮器４２に対してガス冷媒ＲＥｇが供給される流通状態になる。圧縮機４１が停止されることにより、圧縮機４１から凝縮器４２に対するガス冷媒ＲＥｇの供給が停止される非流通状態になる。

【0051】

凝縮器４２は、高温流体（ガス冷媒ＲＥｇ）と給水ＣＷとの熱交換により給水ＣＷを加温する熱交換器として機能する。

【0052】

熱源水ポンプ５は、蒸発器４４及び廃熱回収熱交換器４６に対する熱源水ＳＷの流通状態と非流通状態とを切り換える第２流通切換手段として機能する。熱源水ポンプ５が駆動されることにより、熱源水タンク３から蒸発器４４及び廃熱回収熱交換器４６に対して熱源水ＳＷが供給される流通状態になる。熱源水ポンプ５が停止されることにより、熱源水タンク３から蒸発器４４及び廃熱回収熱交換器４６に対する熱源水ＳＷの供給が停止される非流通状態になる。

【0053】

給水ポンプ６は、廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２に対する給水ＣＷの流通状態と非流通状態とを切り換える第３流通切換手段として機能する。給水ポンプ６が駆動されることにより、給水タンク２から廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２に対して給水ＣＷが供給される流通状態になる。給水ポンプ６が停止されることにより、給水タンク２から廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２に対する給水ＣＷの供給が停止される非流通状態になる。また、給水ポンプ６は、給水流路１０を介して廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２に供給される給水ＣＷの流量を調節する。給水ポンプ６は、廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２に対する給水ＣＷの流量を調節する流量調節手段として機能する。

【0054】

温度センサ８は、凝縮器４２で生成された温水ＣＷの温度を検出する。温度センサ８は、温水流路１１に配置される。温水流路１１は、凝縮器４２の出口に接続される。温度センサ８は、凝縮器４２で生成された温水ＣＷの温度を検出する温度検出手段として機能する。

【0055】

ローカル制御装置９は、コンピュータシステムを含む。ローカル制御装置９は、圧縮機４１（第１流通切換手段）、熱源水ポンプ５（第２流通切換手段）、及び給水ポンプ６（第３流通切換手段，流量調節手段）及びを制御するローカル制御手段として機能する。ローカル制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６のそれぞれを制御する。ローカル制御装置９は、給水加温ユニット１の運転及び停止を切り換えることができる。

【0056】

給水加温ユニット１を運転させることは、少なくとも圧縮機４１を駆動させることを含む。本実施形態において、給水加温ユニット１を運転させることは、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６のそれぞれを駆動させることを含む。ローカル制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５及び給水ポンプ６のそれぞれを駆動させて、給水加温ユニット１を運転させる。

【0057】

給水加温ユニット１を停止させることは、少なくとも圧縮機４１を停止させることを含む。本実施形態において、給水加温ユニット１を停止させることは、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６のそれぞれを停止させることを含む。ローカル制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６のそれぞれを停止させて、給水加温ユニット１を停止させる。

【0058】

制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６を連動させる。制御装置９は、圧縮機４１を駆動させたとき、熱源水ポンプ５及び給水ポンプ６も駆動させる。制御装置９は、圧縮機４１を停止させたとき、熱源水ポンプ５及び給水ポンプ６も停止させる。

【0059】

給水加温ユニット１を運転させることは、少なくとも圧縮機４１を駆動させることを含む。本実施形態において、給水加温ユニット１を運転させることは、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６のそれぞれを駆動させることを含む。ローカル制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５及び給水ポンプ６のそれぞれを駆動させて、給水加温ユニット１を運転させる。

【0060】

給水加温ユニット１を停止させることは、少なくとも圧縮機４１を停止させることを含む。本実施形態において、給水加温ユニット１を停止させることは、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６のそれぞれを停止させることを含む。ローカル制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６のそれぞれを停止させて、給水加温ユニット１を停止させる。

【0061】

制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６を連動させる。制御装置９は、圧縮機４１を駆動させたとき、熱源水ポンプ５及び給水ポンプ６も駆動させる。制御装置９は、圧縮機４１を停止させたとき、熱源水ポンプ５及び給水ポンプ６も停止させる。

【0062】

圧縮機４１を駆動させることは、循環流路４７に冷媒ＲＥ（ＲＥｇ，ＲＥｌ）が循環される流通状態にすることを含む。圧縮機４１を停止させることは、循環流路４７の冷媒ＲＥの循環が停止される非流通状態にすることを含む。

【0063】

熱源水ポンプ５を駆動させることは、蒸発器４４及び廃熱回収熱交換器４６に対して熱源水ＳＷが供給される流通状態にすることを含む。熱源水ポンプ５を停止させることは、蒸発器４４及び廃熱回収熱交換器４６に対する熱源水ＳＷの供給が停止される非流通状態にすることを含む。

【0064】

給水ポンプ６を駆動させることは、廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２に対して給水ＣＷが供給される流通状態にすることを含む。給水ポンプ６を停止させることは、廃熱回収熱交換器４６、過冷却器４５、及び凝縮器４２に対する給水ＣＷの供給が停止される非流通状態にすることを含む。

【0065】

第２台数制御装置３０は、給水加温ユニット群２０の運転台数を制御する台数指令をローカル制御装置９に出力する。台数指令は、停止中の給水加温ユニット１を運転させる運転指令、及び運転中の給水加温ユニット１を停止させる停止指令を含む。第２台数制御装置３０は、水位センサ５０の検出水位値に基づいて、台数指令を出力する。ローカル制御装置９は、第２台数制御装置３０からの台数指令を受けて、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６を制御して、給水加温ユニット１（ヒートポンプ４）の運転と停止とを切り換える。

【0066】

また、第２台数制御装置３０は、ヒートポンプ４に対する給水ＣＷの流量を調節する流量指令をローカル制御装置９に出力する。第２台数制御装置３０は、水位センサ５０の検出水位値に基づいて、流量指令を出力する。ローカル制御装置９は、第２台数制御装置３０からの流量指令を受けて、給水ポンプ６を制御して、ヒートポンプ４に対する給水ＣＷの流量を調節する。

【0067】

ローカル制御装置９は、第２台数制御装置３０からの運転指令を受けて、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６を流通状態に制御する一方、第２台数制御装置３０からの停止指令を受けて、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６を非流通状態に制御する。圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６が流通状態になることにより、ヒートポンプ４を含む給水加温ユニット１が運転する。圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６が非流通状態になることにより、ヒートポンプ４を含む給水加温ユニット１が停止する。

【0068】

ローカル制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６を流通状態に制御したヒートポンプ４の運転中、圧縮機４１の出力（回転数）が一定になるように、圧縮機４１を制御する。圧縮機４１のモータの駆動周波数は一定に維持され、圧縮機４１は一定の出力で駆動する。また、ローカル制御装置９は、圧縮機４１の吸込冷媒の過熱度が一定になるように、膨張弁４３の開度を調節する制御を行う。

【0069】

ローカル制御装置９は、圧縮機４１、熱源水ポンプ５、及び給水ポンプ６を流通状態に制御したヒートポンプ４の運転中、温度センサ８の検出温度値Ｔｓが目標温度値Ｔｒになるように給水ポンプ６を制御する出湯温度一定制御を実行する。出湯温度一定制御では、温水ＨＷの温度と給水ＣＷの流量とは連動する。出湯温度一定制御において、温度センサ８の検出温度値Ｔｓが目標温度値Ｔｒに収束するように、速度型ＰＩＤアルゴリズムにより給水ポンプ６の駆動周波数に対する操作量が演算され、インバータ回路からモータ部への出力周波数が調整される。

【0070】

ローカル制御装置９は、圧縮機４１及び熱源水ポンプ５を非流通状態に制御したヒートポンプ４の停止中、給水ＣＷを遮断するように、給水ポンプ６を制御する。

【0071】

＜第１台数制御装置、第２台数制御装置、及びローカル制御装置＞
図２は、本実施形態に係る第１台数制御装置７０、第２台数制御装置３０、及びローカル制御装置９の一例を示す機能ブロック図である。

【0072】

なお、図２は、便宜上、第２台数制御装置３０と通信する１つのローカル制御装置９を示すが、第２台数制御装置３０と通信するローカル制御装置９は複数存在する。

【0073】

図２に示すように、第２台数制御装置３０は、検出水位取得部３１と、記憶部３２と、台数決定部３３と、運転情報取得部３４と、台数補正部３５と、運転指令部３６と、能力取得部３７と、補給制御部３８と、警報制御部３９とを有する。

【0074】

検出水位取得部３１は、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓを取得する。水位センサ５０の検出水位値Ｈｓは、温水タンク５１の温水ＨＷの貯留量に対応する。

【0075】

記憶部３２は、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓと給水加温ユニット群２０の運転台数との関係を示す相関データを記憶する。相関データは、相関テーブルでもよいし相関式でもよい。

【0076】

台数決定部３３は、検出水位取得部３１により取得された水位センサ５０の検出水位値に基づいて、給水加温ユニット群２０の基本運転台数Ｎ０を決定する。本実施形態において、台数決定部３３は、検出水位取得部３１により取得された水位センサ５０の検出水位値Ｈｓ及び記憶部３２に記憶されている相関データに基づいて、給水加温ユニット群２０の基本運転台数Ｎ０を決定する。

【0077】

図３は、本実施形態に係る給水加温ユニット群２０の基本運転台数Ｎ０の決定方法を説明するための図である。以下の説明においては、給水加温ユニット群２０が５台の給水加温ユニット１からなる例について説明する。また、５台の給水加温ユニット１のそれぞれを適宜、１号機、２号機、３号機、４号機、及び５号機、と称する。

【0078】

図３は、記憶部３２に記憶されている相関データを模式的に示す。図３に示すように、相関データは、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓと給水加温ユニット群２０の運転台数との関係を示す相関テーブルを含む。

【0079】

相関データにおいて、温水タンク５１における上限水位値Ｈｈが設定される。上限水位値Ｈｈとは、給水加温ユニット群２０の全台（５台）を停止させる全台停止水位をいう。

【0080】

また、相関データにおいて、上限水位値Ｈｈよりも低い台数変更水位範囲が設定される。台数変更水位範囲においては、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓに応じて、給水加温ユニット群２０の運転台数が１台ずつ増減される。具体的には、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓの下降に伴って運転台数が増加し、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓの上昇に伴って運転台数が減少する。

【0081】

本実施形態において、台数変更水位範囲における相関データは、給水加温ユニット群２０の全台の温水ＨＷの目標温度値Ｔｒが規定温度値Ｔｅの状態で、温水タンク５１の水位が下降するほど運転台数が増加し、温水タンク５１の水位が上昇するほど運転台数が減少する相関関係である。なお、水位センサ５０の検出水位値に応じて、温水ＨＷの目標温度値Ｔｒが変更されてもよい。

【0082】

台数変更水位範囲において、給水加温ユニット群２０の運転台数を決定するための水位が段階的に設定される。台数変更水位範囲において、全台停止水位、全台停止水位よりも低い第１水位、第１水位よりも低い第２水位、第２水位よりも低い第３水位、第３水位よりも低い第４水位、及び第４水位よりも低いバイパス開放水位が設定される。

【0083】

また、相関データにおいて、台数変更水位範囲よりも低い低水位範囲が設定される。低水位範囲は、バイパス開放水位よりも低い水位範囲である。バイパス開放水位とは、補給ポンプ７を駆動して、給水タンク２の給水ＣＷを、バイパス流路１２を介して温水タンク５１に供給させる水位をいう。

【0084】

台数決定部３３は、検出水位取得部３１により取得された水位センサ５０の検出水位値Ｈｓが台数変更水位範囲にある台数変更水位状態であると判定した場合、記憶部３２に記憶されている相関データに基づいて、給水加温ユニット群２０の運転台数を１台ずつ増減させる。

【0085】

台数決定部３３は、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓが全台停止水位と第１水位との間に存在すると判定した場合、記憶部３２に記憶されている相関データに基づいて、１号機を運転させ、２号機から５号機を停止させる。検出水位値Ｈｓが全台停止水位と第１水位との間に存在する場合、基本運転台数Ｎ０は、１台に決定される。

【0086】

台数決定部３３は、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓが第１水位と第２水位との間に存在すると判定した場合、記憶部３２に記憶されている相関データに基づいて、１号機及び２号機を運転させ、３号機から５号機を停止させる。検出水位値Ｈｓが第１水位と第２水位との間に存在する場合、基本運転台数Ｎ０は、２台に決定される。

【0087】

台数決定部３３は、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓが第２水位と第３水位との間に存在すると判定した場合、記憶部３２に記憶されている相関データに基づいて、１号機から３号機を運転させ、４号機及び５号機を停止させる。検出水位値Ｈｓが第２水位と第３水位との間に存在する場合、基本運転台数Ｎ０は、３台に決定される。

【0088】

台数決定部３３は、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓが第３水位と第４水位との間に存在すると判定した場合、記憶部３２に記憶されている相関データに基づいて、１号機から４号機を運転させ、５号機を停止させる。検出水位値Ｈｓが第３水位と第４水位との間に存在する場合、基本運転台数Ｎ０は、４台に決定される。

【0089】

台数決定部３３は、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓが第４水位とバイパス開放水位との間に存在すると判定した場合、記憶部３２に記憶されている相関データに基づいて、１号機から５号機を運転させる。検出水位値Ｈｓが第４水位とバイパス開放水位との間に存在する場合、基本運転台数Ｎ０は、５台に決定される。

【0090】

運転情報取得部３４は、第１台数制御装置７０からボイラ群６０の運転情報を取得する。ボイラ群６０の運転情報は、ボイラ群６０の運転台数を示す運転台数情報、及びボイラ群６０の総燃焼量を示す総燃焼量情報を含む。ボイラ群６０の総燃焼量とは、複数のボイラ５２の燃焼量の総和をいう。上述のように、第１台数制御装置７０は、蒸気圧センサ６５の検出蒸気圧値に基づいて、ボイラ群６０の運転台数及び運転するボイラ５２の燃焼量を含むボイラ群６０の燃焼状態を制御する。したがって、運転情報取得部３４は、第１台数制御装置７０からボイラ群６０の運転情報を取得することができる。

【0091】

台数補正部３５は、運転情報取得部３４により取得されたボイラ群６０の運転情報に基づいて、台数決定部３３において決定された基本運転台数Ｎ０を補正し、補正運転台数Ｎ１を導出する。

【0092】

台数補正部３５は、ボイラ群６０の運転情報として、運転情報取得部３４からボイラ群６０の運転台数情報を取得する。運転台数情報に基づいて、ボイラ群６０の運転台数の増加がないと判定した場合、台数補正部３５は、台数決定部３３において決定された基本運転台数Ｎ０を補正せずに、その基本運転台数Ｎ０を最新の前記補正運転台数Ｎ１に設定する。運転台数情報に基づいて、ボイラ群６０の運転台数が１台増加したと判定した場合、台数補正部３５は、この増加が起こる直前の補正運転台数Ｎ１に１台分加算した台数（Ｎ１［台］＋１［台］）を、最新の補正運転台数Ｎ１に設定する。

【0093】

また、台数補正部３５は、ボイラ群６０の運転台数が１台増加したことにより補正運転台数Ｎ１を更新した場合、更新から所定時間経過後に、台数決定部３３において決定された基本運転台数Ｎ０を最新の補正運転台数Ｎ１に設定する。

【0094】

運転指令部３６は、台数補正部３５で導出された補正運転台数Ｎ１に基づいて、給水加温ユニット群２０の各機に運転又は停止を指令する。すなわち、運転指令部３６は、台数補正部３５で導出された補正運転台数Ｎ１に基づいて、複数の給水加温ユニット１のローカル制御装置９のそれぞれに、運転指令又は停止指令を出力する。

【0095】

能力取得部３７は、給水加温ユニット１の１台ごとの温水製造能力ｑを示す温水製造能力情報を取得する。温水製造能力ｑとは、単位時間当たりに規定温度の温水ＨＷを規定流量だけ製造できる能力をいう。

【0096】

補給制御部３８は、検出水位取得部３１で取得された水位センサ５０の検出水位値Ｈｓに基づいて、補給ポンプ７を制御する。補給制御部３８は、補給ポンプ７を駆動させてバイパス流路１２に給水ＣＷを流通させる流通状態と、補給ポンプ７を停止させてバイパス流路１２における給水ＣＷの流通を遮断する非流通状態とを切り換える。

【0097】

警報制御部３９は、検出水位取得部３１で取得された水位センサ５０の検出水位値Ｈｓが上限水位値Ｈｈよりも高い高水位範囲にある高水位状態、及び検出水位取得部３１で取得された水位センサ５０の検出水位値Ｈｓが下限水位値Ｈｂよりも低い低水位範囲にある低水位状態において、警報装置１６を作動させる。警報装置１６は、警報音を出力する警報音出力装置でもよいし、警報表示データを表示する表示装置でもよい。

【0098】

ローカル制御装置９は、第１流通切換制御部９１と、第２流通切換制御部９２と、検出温度取得部９３と、流量制御部９４とを有する。

【0099】

第１流通切換制御部９１は、第２台数制御装置３０からの台数指令を受けて、圧縮機４１を制御する切換指令を出力する。第１流通切換制御部９１から出力される切換指令は、圧縮機４１を駆動して圧縮機４１を流通状態に制御する流通指令、及び圧縮機４１を停止して圧縮機４１を非流通状態に制御する非流通指令を含む。第１流通切換制御部９１は、運転指令部３６から運転指令を受けたとき、圧縮機４１を流通状態に制御する流通指令を出力する。第１流通切換制御部９１は、運転指令部３６から停止指令を受けたとき、圧縮機４１を非流通状態に制御する非流通指令を出力する。

【0100】

第２流通切換制御部９２は、第２台数制御装置３０からの台数指令を受けて、熱源水ポンプ５を制御する切換指令を出力する。第２流通切換制御部９２から出力される切換指令は、熱源水ポンプ５を駆動して熱源水ポンプ５を流通状態に制御する流通指令、及び熱源水ポンプ５を停止して熱源水ポンプ５を非流通状態に制御する非流通指令を含む。第２流通切換制御部９２は、運転指令部３６から運転指令を受けたとき、熱源水ポンプ５を流通状態に制御する流通指令を出力する。第２流通切換制御部９２は、運転指令部３６から停止指令を受けたとき、熱源水ポンプ５を非流通状態に制御する非流通指令を出力する。

【0101】

圧縮機４１と熱源水ポンプ５とは連動する。第１流通切換制御部９１から流通指令が出力されて圧縮機４１が流通状態に制御されたとき、第２流通切換制御部９２は、流通指令を出力して熱源水ポンプ５を流通状態に制御する。第１流通切換制御部９１から非流通指令が出力されて圧縮機４１が非流通状態に制御されたとき、第２流通切換制御部９２は、非流通指令を出力して熱源水ポンプ５を非流通状態に制御する。

【0102】

検出温度取得部９３は、温度センサ８の検出温度値Ｔｓを取得する。温度センサ８の検出温度値Ｔｓは、凝縮器４２からの出湯温度、すなわち温水タンク５１への給湯温度である。

【0103】

流量制御部９４は、圧縮機４１及び熱源水ポンプ５を流通状態に制御したヒートポンプ４の運転中、検出温度取得部９３により取得された温度センサ８の検出温度値Ｔｓが目標温度値Ｔｒになるように、給水ポンプ６を制御する流量指令を出力する。

【0104】

＜制御方法＞
次に、本実施形態に係るボイラシステム１００の制御方法について説明する。図４は、本実施形態に係るボイラシステム１００の制御方法を説明するためのフローチャートである。図４に示す処理は、規定の周期で実施される。

【0105】

水位センサ５０は、温水タンク５１の水位を検出する。検出水位取得部３１は、水位センサ５０の検出水位値を取得する（ステップＳ１）。

【0106】

台数決定部３３は、水位センサ５０の検出水位値に基づいて、給水加温ユニット群２０の基本運転台数Ｎ０を決定する。図３を参照して説明したように、台数決定部３３は、検出水位取得部３１により取得された水位センサ５０の検出水位値Ｈｓと記憶部３２に記憶されている相関データとに基づいて、給水加温ユニット群２０の基本運転台数Ｎ０を決定する（ステップＳ２）。

【0107】

台数補正部３５は、補正運転台数導出処理を実施する。補正運転台数導出処理は、ボイラ群６０の運転情報を取得する処理と、補正運転台数Ｎ１を導出する処理とを含む。台数補正部３５は、第１台数制御装置７０から取得したボイラ群６０の運転情報に基づいて、基本運転台数Ｎ０を補正し、補正運転台数Ｎ１を導出する（ステップＳ３）。

【0108】

運転指令部３６は、台数補正部３５で導出された補正運転台数Ｎ１に基づいて、給水加温ユニット群２０が補正運転台数Ｎ１で運転するように、給水加温ユニット群２０の複数の給水加温ユニット１のそれぞれに運転指令又は停止指令の少なくとも一方を含む台数指令を出力する（ステップＳ４）。

【0109】

図５は、本実施形態に係るボイラシステム１００の制御方法を説明するためのフローチャートである。図５は、図４に示した補正運転台数導出処理（ステップＳ３）のサブルーチンを示す。図５に示す処理は、規定の周期で実施される。

【0110】

運転情報取得部３４は、ボイラ群６０の運転情報を取得する。本実施形態において、運転情報取得部３４は、第１台数制御装置７０から、ボイラ群６０の運転情報として、ボイラ群６０の運転台数情報を取得する（ステップＳ３１１）。

【0111】

第１台数制御装置７０は、蒸気ヘッダ６１の検出蒸気圧値に基づいて、ボイラ５２の運転台数を増減させる。台数補正部３５は、運転情報取得部３４により取得されたボイラ群６０の運転台数情報に基づいて、ボイラ５２の運転台数が増加したか否かを判定する（ステップＳ３１２）。

【0112】

ステップＳ３１２において、ボイラ５２の運転台数は増加していないと判定した場合（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、台数補正部３５は、台数決定部３３において決定された給水加温ユニット１の基本運転台数Ｎ０を補正することなく、その基本運転台数Ｎ０を最新の補正運転台数Ｎ１に設定する（ステップＳ３１３）。

【0113】

台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の運転台数として、ステップＳ３１３において設定した最新の補正運転台数Ｎ１を導出する（ステップＳ３１７）。

【0114】

すなわち、ボイラ５２の運転台数が変化していない場合、台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の運転台数として、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓに基づいて決定された基本運転台数Ｎ０を導出する。

【0115】

ステップＳ３１２において、ボイラ５２の運転台数が１台増加したと判定した場合（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、台数補正部３５は、ボイラ５２の運転台数の増加が起こる直前の補正運転台数Ｎ１に１台分加算した台数を最新の補正運転台数Ｎ１に設定する（ステップＳ３１４）。

【0116】

例えば、ステップＳ３１２の判定時の直前の補正運転台数Ｎ１が３台であり、ボイラ５２の運転台数が１台分増加した場合、台数補正部３５は、ステップＳ３１２において、給水加温ユニット群２０の運転台数の増台が必要と判断する。台数補正部３５は、ボイラ５２の運転台数の増加が起こる直前の補正運転台数Ｎ１（３台）に１台分加算した台数を最新の補正運転台数Ｎ１（４台）に設定する。

【0117】

すなわち、ボイラ５２の運転台数が増加した場合、台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の運転台数として、直前の補正運転台数Ｎ１に１台分加算した台数を導出する。ボイラ５２の運転台数が１台増加した場合、台数補正部３５は、水位センサ５０の検出水位値を考慮することなく、給水加温ユニット１の運転台数を１台増加させる。

【0118】

台数補正部３５は、補正運転台数Ｎ１に１台分加算して補正運転台数Ｎ１を更新してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３１５）。所定時間は、例えば１０分である。

【0119】

ステップＳ３１５において、所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ３１５：Ｎｏ）、台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の運転台数として、ステップＳ３１４において設定した最新の補正運転台数Ｎ１を導出する（ステップＳ３１７）。

【0120】

ステップＳ３１５において、所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ３１５：Ｙｅｓ）、台数補正部３５は、水位センサ５０の検出水位値に基づいて決定された基本運転台数Ｎ０を、最新の補正運転台数Ｎ１に設定する（ステップＳ３１６）。

【0121】

台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の運転台数として、ステップＳ３１６において設定した最新の補正運転台数Ｎ１を導出する（ステップＳ３１７）。

【0122】

すなわち、ボイラ５２の運転台数の増加に伴い給水加温ユニット１の運転台数を増加させた後、ボイラ５２の運転台数が変化することなく所定時間が経過した場合、台数補正部３５は、水位センサ５０の検出水位値に基づいて決定された基本運転台数Ｎ０を最新の補正運転台数Ｎ１に設定する。所定時間経過後、給水加温ユニット群２０の運転台数は、水位センサ５０の検出水位値Ｈｓに基づいて制御される。

【0123】

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、ボイラ５２の運転台数が変更されない場面又はボイラ５２の運転台数が減少する場面においては、給水加温ユニット群２０の運転台数は、水位センサ５０の検出水位値に基づいて増減される。これにより、温水タンク５１は、適正な水位に維持される。一方、ボイラ５２の運転台数が増加してボイラ群６０の総給水要求量Ｑ１が急激に増加する場面においては、給水加温ユニット群２０の運転台数は、ボイラ５２の運転台数の増加に連動して増加する。これにより、ボイラ群６０の総給水要求量Ｑ１が急激に増加して温水タンク５１の水位が急激に低下する可能性がある場面においても、総給水要求量Ｑ１の増加に連動するように、給水加温ユニット群２０の運転台数が増加するので、温水タンク５１が低水位状態になってしまうことが防止される。また、温水タンク５１には、給水加温ユニット群２０で生成された温水ＨＷが供給されるので、温水タンク５１において、水位低下のみならず水温低下も防止される。

【0124】

ボイラ５２の運転台数が増加してボイラ群６０の総給水要求量Ｑ１が急激に増加する場面においても、水位センサ５０の検出水位値に基づいて給水加温ユニット群２０の運転台数を増減させる制御が維持されると、給水加温ユニット群２０から温水タンク５１に対する温水ＨＷの補給が間に合わず、温水タンク５１の水位がバイパス開放水位まで下降してしまう可能性が高くなる。温水タンク５１の水位がバイパス開放水位まで下降してしまうと、給水タンク２の給水ＣＷ（冷水）がバイパス流路１２を介して温水タンク５１に供給されてしまう。その結果、温水タンク５１の水温が低下してしまう。

【0125】

本実施形態によれば、ボイラ５２の運転台数が増加してボイラ群６０の総給水要求量Ｑ１が急激に増加する場面においては、水位センサ５０の検出水位値によらずに、第１台数制御装置７０から出力されるボイラ群６０の運転情報に基づいて、ボイラ５２の運転台数の増加に連動するように給水加温ユニット１の運転台数が増加される。これにより、ボイラ群６０の総給水要求量Ｑ１が急激に増加して温水タンク５１の水位が低下する可能性がある場面においても、給水加温ユニット群２０で生成された温水ＨＷが温水タンク５１に素早く補給される。したがって、温水タンク５１の低水位状態及び水温低下が防止される。

【0126】

また、ボイラ５２の運転台数の増加に連動して給水加温ユニット１の運転台数を増加させた後、ボイラ５２の運転台数が変化することなく所定時間が経過した場合、給水加温ユニット群２０の運転台数の制御は、ボイラ群６０の運転情報に基づく制御から、水位センサ５０の検出水位値に基づく制御に移行する。これにより、温水タンク５１は、適正な水位に維持される。

【0127】

［２］第２実施形態
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0128】

図６は、本実施形態に係るボイラシステム１００の制御方法を説明するためのフローチャートである。図６は、上述の実施形態で説明した図４の補正運転台数導出処理（ステップＳ３）のサブルーチンを示す。図６に示す処理は、規定の周期で実施される。

【0129】

運転情報取得部３４は、ボイラ群６０の運転情報を取得する。本実施形態において、運転情報取得部３４は、第１台数制御装置７０から、ボイラ群６０の運転情報として、ボイラ群６０の総燃焼量を示す総燃焼量情報を取得する（ステップＳ３２１）。

【0130】

第１台数制御装置７０は、蒸気圧センサ６５の検出蒸気圧値に基づいて、ボイラ群６０の総燃焼量を制御する。したがって、運転情報取得部３４は、第１台数制御装置７０から、ボイラ群６０の総燃焼量情報を取得することができる。

【0131】

台数補正部３５は、運転情報取得部３４により取得されたボイラ群６０の総燃焼量情報に基づいて、ボイラ群６０の総給水要求量Ｑ１を算出する（ステップＳ３２２）。

【0132】

ボイラ５２の給水要求量は、ボイラ５２の燃焼量に比例する。ボイラ群６０の総給水要求量Ｑ１は、ボイラ群６０の総燃焼量に比例する。一例として、ボイラ５２の燃焼率［％］をＡ，燃焼率１００％時の実際蒸発量［ｋｇ／ｈ］をＢとし、ボイラ水のブロー率を１０［％］としたとき、ボイラ５２の給水要求量［Ｌ／ｈ］は、［Ａ×Ｂ×１．１］により算出される。

【0133】

能力取得部３７は、給水加温ユニット１の１台ごとの温水製造能力ｑを示す温水製造能力情報を取得する（ステップＳ３２３）。

【0134】

温水製造能力ｑとは、単位時間当たりに規定温度の温水ＨＷを規定流量だけ製造できる能力をいう。給水加温ユニット１は、凝縮器４２から出湯される温水ＨＷの温度を検出する温度センサ８と、凝縮器４２から出湯される温水ＨＷの流量を検出する流量センサ（不図示）とを有する。温度センサ８の検出温度値及び流量センサの検出流量値は、ローカル制御装置９に出力される。ローカル制御装置９は、温度センサ８の検出温度値及び流量センサの検出流量値に基づいて、そのローカル制御装置９が属する給水加温ユニット１の温水製造能力ｑを算出する。能力取得部３７は、給水加温ユニット１の１台ごとの温水製造能力ｑをローカル制御装置９から取得することができる。

【0135】

台数補正部３５は、少なくとも能力取得部３７で取得した温水製造能力情報に基づいて、給水加温ユニット群２０の総温水製造量Ｑ２を算出する（ステップＳ３２４）。

【0136】

総温水製造量Ｑ２とは、運転中の給水加温ユニット１の温水製造能力ｑの総和をいう。例えば、運転中の給水加温ユニット１の運転台数が３台であり、それら３台のそれぞれの温水製造能力ｑがｑ１，ｑ２，ｑ３である場合、総温水製造量Ｑ２は、［ｑ１＋ｑ２＋ｑ３］である。

【0137】

なお、給水加温ユニット１の１台ごとの温水製造能力情報が、ローカル制御装置９又は記憶部３２に記憶されていてもよい。温水製造能力ｑは、給水加温ユニット１の設計情報又は事前調査により導出可能であり、ローカル制御装置９又は記憶部３２に記憶することができる。ローカル制御装置９又は記憶部３２に記憶される温水製造能力ｑは、複数の給水加温ユニット１の温水製造能力ｑの平均値（標準値）でもよい。能力取得部３７は、ローカル制御装置９又は記憶部３２から給水加温ユニット１の１台ごとの温水製造能力情報を取得してもよい。温水製造能力の平均値をｑとし、水位センサ５０の検出水位値により導出される基本運転台数をＮ０とした場合、総温水製造量Ｑ２は、［ｑ×Ｎ０］である。

【0138】

総給水要求量Ｑ１及び総温水製造量Ｑ２が算出された後、台数補正部３５は、総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２の比較により補正運転台数Ｎ１を導出する（ステップＳ３２５）。

【0139】

台数補正部３５は、総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２とを比較して、総給水要求量Ｑ１が総温水製造量Ｑ２を上回ると判定した場合（Ｑ１＞Ｑ２の場合）、給水加温ユニット群２０による総温水製造量Ｑ２が不足している、すなわち、温水タンク５１に対する温水ＨＷの流量が不足していると判定する。その場合、台数補正部３５は、運転台数が増加するように基本運転台数Ｎ０を補正して、補正運転台数Ｎ１を導出する。

【0140】

総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２との差が、１台の給水加温ユニット１の温水製造能力ｑを上回る場合（Ｑ１－Ｑ２＞ｑの場合）、台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の現状の運転台数である基本運転台数Ｎ０に２台分加算した台数を最新の補正運転台数Ｎ１に設定する。すなわち、台数補正部３５は、［Ｎ１［台］＝Ｎ０［台］＋２［台］］の条件が成立するように、補正運転台数Ｎ１を設定する。

【0141】

総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２との差が、１台の給水加温ユニット１の温水製造能力ｑ以下である場合（Ｑ１－Ｑ２≦ｑの場合）、台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の現状の運転台数である基本運転台数Ｎ０に１台分加算した台数を最新の補正運転台数Ｎ１に設定する。すなわち、台数補正部３５は、［Ｎ１［台］＝Ｎ０［台］＋１［台］］の条件が成立するように、補正運転台数Ｎ１を設定する。

【0142】

台数補正部３５は、総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２とを比較して、総給水要求量Ｑ１が総温水製造量Ｑ２を下回ると判定した場合（Ｑ１＜Ｑ２の場合）、給水加温ユニット群２０による総温水製造量Ｑ２が余剰している、すなわち、温水タンク５１に対する温水ＨＷの流量が過剰であると判定する。その場合、台数補正部３５は、運転台数が減少するように基本運転台数Ｎ０を補正して、補正運転台数Ｎ１を導出する。

【0143】

総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２との差が、１台の給水加温ユニット１の温水製造能力ｑ以上である場合（Ｑ２－Ｑ１≧ｑの場合）、台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の現状の運転台数である基本運転台数Ｎ０から１台分減算した台数を最新の補正運転台数Ｎ１に設定する。すなわち、台数補正部３５は、［Ｎ１［台］＝Ｎ０［台］－１［台］］の条件が成立するように、補正運転台数Ｎ１を設定する。

【0144】

総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２との差が、１台の給水加温ユニット１の温水製造能力ｑを下回る場合（Ｑ２－Ｑ１＜ｑの場合）、台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の現状の運転台数である基本運転台数Ｎ０を補正せずに、最新の補正運転台数Ｎ１に設定する。すなわち、台数補正部３５は、［Ｎ１［台］＝Ｎ０［台］］の条件が成立するように、補正運転台数Ｎ１を設定する。

【0145】

台数補正部３５は、総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２とを比較して、総給水要求量Ｑ１と総温水製造量Ｑ２とが等しいと判定した場合（Ｑ１＝Ｑ２の場合）、給水加温ユニット群２０による総温水製造量Ｑ２は適正である、すなわち、温水タンク５１に対する温水ＨＷの流量は適正であると判定する。その場合、台数補正部３５は、給水加温ユニット群２０の現状の運転台数である基本運転台数Ｎ０を補正せずに、最新の補正運転台数Ｎ１に設定する。すなわち、台数補正部３５は、［Ｎ１［台］＝Ｎ０［台］］の条件が成立するように、補正運転台数Ｎ１を設定する。

【0146】

以上説明したように、本実施形態においても、温水タンク５１の低水位状態及び水温低下が防止される。

【0147】

［３］コンピュータシステム
図７は、コンピュータシステム１０００の一例を示すブロック図である。上述のローカル制御装置９は、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述の第１台数制御装置７０、ローカル制御装置５５、第２台数制御装置３０、及びローカル制御装置９の機能は、プログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、プログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

【0148】

［４］他の実施形態
図８は、本実施形態に係る熱交換器４００の一例を示す模式図である。上述の実施形態においては、給水加温ユニット１が蒸気圧縮式ヒートポンプ４を備えており、凝縮器４２が熱交換器として設けられ、圧縮機４１が第１流通切換手段として設けられることとした。また、ガス冷媒ＲＥｇと給水ＣＷとの熱交換により給水ＣＷが加温されることとした。

【0149】

図８に示すように、給水加温ユニット１には、給水ＣＷと熱源水ＳＷとの熱交換により給水ＣＷを加温する熱交換器４００が設けられてもよい。また、熱交換器４００に対する高温流体（熱源水ＳＷ）の流通状態と非流通状態とを切り換える第１流通切換手段として、熱交換器４００に対する熱源水ＳＷの供給と停止とを切り換え可能な熱源水ポンプ５００が設けられてもよい。また、第１流通切換手段として、熱交換器４００に対する熱源水ＳＷの供給と停止とを切り換え可能な開閉弁が設けられてもよい。

【0150】

なお、上述の実施形態においては、給水ポンプ６が可変容量ポンプであることとした。給水ポンプ６は、固定容量ポンプでもよい。固定容量ポンプである給水ポンプ６が給水流路１０に配置される場合、流量調節手段として機能する比例制御弁が給水流路１０に配置されてもよい。比例制御弁の開度が制御されることにより、凝縮器４２（熱交換器４００）に対する給水ＣＷの流量が調節される。給水加温ユニット１の運転時において、比例制御弁が開き、凝縮器４２に給水ＣＷを供給する。給水加温ユニット１の停止時において、比例制御弁が閉じ、凝縮器４２に対する給水ＣＷを遮断する。台数変更水位状態においては、温度センサ８の検出温度値が目標温度値Ｔｒになるように、比例制御弁の開度が制御される。

【0151】

なお、例えば熱源水タンク３の熱源水ＳＷが加圧状態であるとき、熱源水ポンプ５が省略されても、熱源水タンク３の熱源水ＳＷは、熱源水流路１３を介して蒸発器４４に供給される。そのため、熱源水タンク３の熱源水ＳＷが加圧状態であるとき、第２流通切換手段として、開閉弁が熱源水流路１３に設けられてもよい。開閉弁の開閉動作により、蒸発器４４（熱交換器４００）に対する熱源水ＳＷの流通状態と非流通状態とを切り換えることができる。給水加温ユニット１の運転時において、開閉弁が開き、蒸発器４４に熱源水ＳＷが供給される。給水加温ユニット１の停止時において、開閉弁が閉じ、蒸発器４４に対する熱源水ＳＷの供給が遮断される。

【符号の説明】

【0152】

１…給水加温ユニット、２…給水タンク、３…熱源水タンク、４…ヒートポンプ、５…熱源水ポンプ（第２流通切換手段）、６…給水ポンプ（流量調節手段）、７…補給ポンプ、８…温度センサ（温度検出手段）、９…ローカル制御装置（ローカル制御手段）、１０…給水流路、１１…温水流路、１２…バイパス流路、１３…熱源水流路、１４…供給流路、１５…オーバーフロー路、１６…警報装置、２０…給水加温ユニット群、３０…第２台数制御装置（第２台数制御手段）、３１…検出水位取得部、３２…記憶部、３３…台数決定部、３４…運転情報取得部、３５…台数補正部、３６…運転指令部、３７…能力取得部、３８…補給制御部、３９…警報制御部、４１…圧縮機（第１流通切換手段）、４２…凝縮器、４３…膨張弁、４４…蒸発器、４５…過冷却器、４６…廃熱回収熱交換器、４７…循環流路、５０…水位センサ（水位検出手段）、５１…温水タンク、５２…ボイラ、５３…温水流路、５４…温水ポンプ、５５…ローカル制御装置、６０…ボイラ群、６１…蒸気ヘッダ、６２…蒸気流路、６３…蒸気流路、６４…蒸気使用機器、６５…蒸気圧センサ、７０…第１台数制御装置（第１台数制御手段）、９１…第１流通切換制御部、９２…第２流通切換制御部、９３…検出温度取得部、９４…流量制御部、１００…ボイラシステム、ＣＷ…給水、ＨＷ…温水、ＲＥ…冷媒、ＲＥｇ…ガス冷媒、ＲＥｌ…液冷媒、ＳＷ…熱源水。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】