JP2006313059A - Pseudo-closed type cold/hot water circulation system for energy saving air-conditioning, and fluid conveying system of low loss - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、省エネルギーを図る目的で循環ポンプ動力のトータル容量を削減するため、開放システム部分の実揚程を消滅させた擬似密閉型冷温水循環システムを構築することにより、損失水頭のみの、低圧力損失の冷温水循環システムを構成し、循環ポンプ動力のトータル容量を削減した,省エネルギー空調用冷温水循環システムおよび冷却水や液体等の流体搬送システムにおいて、ポンプ動力のトータル容量を削減するため、開放システム部分の配管内部を真空に維持することにより、実揚程を削減させた流体搬送システムを構築し、ポンプの全揚程を、損失水頭のみの、 低圧力損失の流体搬送システムを構成することにより、ポンプ動力のトータル容量を削減した,低損失流体搬送システムに関する。 The present invention relates to an open type cold / hot water circulation system using a heat storage tank in an air-conditioning heat source system, in order to reduce the total capacity of the circulation pump power for the purpose of energy saving, and a pseudo-sealed type in which the actual head of the open system part is eliminated. By constructing a chilled / hot water circulation system, a low-pressure-loss chilled / warm water circulation system with only a head loss has been constructed, and the total capacity of the circulation pump power has been reduced. In order to reduce the total capacity of the pump power in the system, a fluid transfer system with a reduced actual head height is maintained by maintaining the inside of the piping in the open system part in a vacuum, and the total head of the pump can be reduced only to the loss head. By constructing a low pressure loss fluid transfer system, The present invention relates to a low-loss fluid conveyance system with reduced capacity.
地球環境保護のため省エネルギー技術の開発は緊急の課題である。京都議定書の発効により、温暖化ガス削減目標 1990年対比6%は、現在(2002年)において1990年対比7.6%増となっている。このため、現在ベースでは 13.6%の削減が必要となっている。業務用ビルのエネルギー消費に占める、空調エネルギーの割合は、非常に高く。その中で、搬送エネルギーは大きなウエイトを占めている。この、搬送エネルギーの削減は、省エネルギーの目玉であり、搬送エネルギーの削減のための省エネルギー技術の開発は緊急の課題である。本システムは、汎用性が高く、温暖化ガス削減量は、全国規模で、炭酸ガスの排出量に換算すると、推定、毎年 約189万トン(現在の金額換算で 推定、毎年 約600億円)の削減が見込まれる。
また、発電所や工場等における冷却水や液体等の流体搬送システムにおいて、搬送エネルギーは大きなウエイトを占めている。この、搬送エネルギーの削減のための省エネルギー技術の開発は緊急の課題である。本システムは、汎用性が高く、温暖化ガス削減量は、全国規模で、炭酸ガスの排出量に換算すると、推定、毎年 数百万トン(現在の金額換算で、推定、毎年 数千億円)の削減が見込まれる。
Development of energy saving technology is an urgent issue to protect the global environment. With the entry into force of the Kyoto Protocol, the greenhouse gas reduction target of 6% compared to 1990 is now 7.6% higher than that of 1990 (2002). For this reason, a reduction of 13.6% is required on the current basis. The proportion of air conditioning energy in the energy consumption of commercial buildings is very high. Among them, the conveyance energy occupies a large weight. This reduction in transport energy is the main focus of energy saving, and the development of energy-saving technology for reducing transport energy is an urgent issue. This system is highly versatile, and the amount of greenhouse gas reduction is estimated to be approximately 1.89 million tons per year when converted to CO2 emissions on a nationwide scale (estimated with current monetary conversion, approximately 60 billion yen per year) Reduction is expected.
Further, in a fluid conveyance system such as cooling water or liquid in a power plant or factory, the conveyance energy occupies a large weight. The development of energy-saving technology for reducing carrier energy is an urgent issue. This system is highly versatile, and the amount of greenhouse gas reduction is estimated to be several million tons per year when converted to CO2 emissions on a nationwide scale (estimated by current amount conversion, several hundred billion yen annually) ) Reduction is expected.
従来、空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいては、循環ポンプ動力のトータル容量が、損失水頭の外に実揚程が加わるため、大きな容量を要していた。熱交換器を利用して、熱交換器2次側の実揚程を消滅させても、熱交換器の1次側や、熱源機器の1次側の開放システム部分については、落水防止弁やフート弁等により、大きな損失水頭に加え実揚程が加わり、循環ポンプ動力は、大きなトータル容量を要していた。
また、発電所や工場等における冷却水や液体等の流体搬送システムにおいては、流量が大きいため、損失水頭に加え実揚程が加わり、循環ポンプ動力は、大きなトータル容量を要していた。
Conventionally, in an open-type cold / hot water circulation system using a heat storage tank in an air conditioning heat source system, the total capacity of the circulation pump power requires a large capacity because an actual head is added in addition to the loss head. Even if the actual head of the heat exchanger secondary side is extinguished by using a heat exchanger, the primary side of the heat exchanger and the open system part of the primary side of the heat source equipment are not equipped with a water fall prevention valve or foot. Valves and the like added an actual head in addition to a large head loss, and the circulation pump power required a large total capacity.
In addition, in a fluid conveyance system such as cooling water or liquid in a power plant or factory, the flow rate is large, so an actual head is added in addition to the head loss, and the circulation pump power requires a large total capacity.
空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、熱交換器1次側の開放システム部分および熱源機器1次側の開放システム部分について、実揚程を消滅させた開放型冷温水循環システムは、今までに存在しない。
また、冷却水や液体等の流体搬送システムにおいて、開放システム部分について、実揚程を削減させた流体搬送システムは、今までに存在しない。
In an open-type cold / hot water circulation system using a heat storage tank in an air-conditioning heat source system, an open-type cold / hot water circulation system in which the actual head is eliminated for the open system part on the primary side of the heat exchanger and the open system part on the primary side of the heat source equipment Has never existed.
Moreover, in the fluid transport system for cooling water, liquid, and the like, there has not been a fluid transport system in which the actual head is reduced for the open system part.
空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、実揚程が、7mを超える場合において、熱交換器を用いる場合、低損失型の熱交換器を用いることが重要である。 一般的に、熱交換器は、異なる2流体を混合させない流体分離機能。開放系統と密閉系統など運転圧力の異なる系統の構成。落水防止や熱源機器の保護を目的として背圧除去、圧力遮断を行う圧力調整機能。2次側流体に1次側流体の汚れを混合させない汚れ防止機能。2次側流体に1次側流体の腐食成分を混合させない腐食防止機能を目的として利用され、その目的にあったものが使用されていたため、低圧力損失を目的とした熱交換器に重点が置かれていなかった。省エネルギーを目的とした、空調用冷温水循環システムにおいては、循環ポンプ出力のトータル容量を削減するために、低温度差, 1℃以下であり、高効率, 99.5%以上であって、かつ低圧力損失,1次側圧力損失3m以下、2次側圧力失3m以下の低損失型熱交換器を組み合わせると、より効率の良いシステムを構築することができる。これにより、全体の実揚程を消滅させ、かつ、低圧力損失の擬似密閉型冷温水循環システムが実現できる。
また、冷却水や液体等の流体搬送システムにおいて、実揚程が低く、流量が大きい場合において、開放システム部分について、実揚程を削減させた低損失流体搬送システムは、大きな省エネルギーの実現を図ることができる。
また、下記特許文献1には、蓄熱手段を利用した冷暖房システムの一例が開示されている。さらに下記特許文献2には、サイフォンの原理を用いた濾過装置が開示されている。
In addition, when the actual lift is low and the flow rate is large in a fluid transfer system such as cooling water or liquid, a low-loss fluid transfer system that reduces the actual lift for the open system part can achieve great energy savings. it can.
地球環境保護のため,省エネルギーの推進は国の緊急の課題である。ここに、空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、省エネルギーを目的として、空調用冷温水循環システムの開放システム部分を含めた、全体の実揚程を消滅させ、空調用冷温水循環ポンプ動力のトータル容量を大幅に削減するものである。
また、冷却水や液体等の流体搬送システムにおいて、ポンプ動力のトータル容量を削減するため、開放システム部分の配管内部を真空に維持することにより、実揚程を削減させた流体搬送システムを構築し、ポンプの全揚程を、損失水頭のみの、低圧力損失の流体搬送システムを構成することにより、ポンプ動力のトータル容量を大幅に削減するものである。
In order to protect the global environment, the promotion of energy conservation is an urgent issue for the country. Here, in the open type cold / hot water circulation system using the heat storage tank in the air conditioning heat source system, for the purpose of energy saving, the entire actual head including the open system part of the cold / hot water circulation system for air conditioning is eliminated, and the cold / hot water circulation for air conditioning This greatly reduces the total capacity of pump power.
In order to reduce the total capacity of pump power in the fluid transfer system for cooling water and liquid, etc., a fluid transfer system with a reduced actual head is constructed by maintaining the inside of the open system piping in a vacuum, By constructing a low-pressure-loss fluid conveyance system with the entire head of the pump having only a loss head, the total capacity of the pump power is greatly reduced.
本発明の原理は、自然法則としては、サイフォンの原理を応用したものである。一般的に大気圧の中に本システムが存在する場合、開放型冷温水循環システムにおける開放システム部分の配管内部を真空に維持すると、内部の冷温水は大気圧に押されて、理論的に1気圧で 約10mまで水位上昇する。このため、開放システム部分の実揚程が消滅するとともに、落水防止弁やフート弁等、圧力損失を生じるものを、省くことが出来、より大幅な全揚程の削減が可能となる。このシステムにより、全揚程を大幅に削減がすることが可能となり、全揚程の減少による循環ポンプ動力の、トータル容量が大幅に削減される。これにより、空調用冷温水循環システムのランニングコストを大幅に削減することが出来、省エネルギーが実施できる。
また、本発明の原理は、冷却水や液体等の流体搬送システムにおいて、大気圧の中に本システムが存在する場合、開放システム部分の配管内部を真空に維持すると、内部の流体は大気圧に押されて、理論的に1気圧で 約10mまで水位上昇する。このため、開放システム部分の実揚程が削減するとともに、フート弁等、圧力損失を生じるものを、省くことが出来、より大幅な全揚程の削減が可能となる。このシステムにより、全揚程を大幅に削減がすることが可能となり、全揚程の減少によるポンプ動力の、トータル容量が大幅に削減される。これにより、流体搬送システムのランニングコストを大幅に削減することが出来、省エネルギーが実施できる。
The principle of the present invention is the application of the siphon principle as a natural law. In general, when this system exists in atmospheric pressure, if the inside of the open system piping in the open-type cold / hot water circulation system is kept in vacuum, the internal cold / warm water is pushed to atmospheric pressure, theoretically 1 atm. The water level rises to about 10m. For this reason, while the actual head of the open system portion disappears, those that cause pressure loss, such as a water fall prevention valve and a foot valve, can be omitted, and the total head can be greatly reduced. This system makes it possible to significantly reduce the total head, and the total capacity of the circulating pump power due to the reduction of the total head is greatly reduced. Thereby, the running cost of the cold / hot water circulation system for an air conditioning can be reduced significantly, and energy saving can be implemented.
The principle of the present invention is that, in a fluid transfer system such as cooling water or liquid, when the present system exists in atmospheric pressure, the internal fluid is brought to atmospheric pressure if the inside of the open system pipe is kept in vacuum. The water level rises to about 10m theoretically at 1 atm. For this reason, while the actual head of the open system portion is reduced, those that cause pressure loss such as a foot valve can be omitted, and the total head can be greatly reduced. This system makes it possible to significantly reduce the total head, and the total capacity of the pump power due to the reduction of the total head is greatly reduced. Thereby, the running cost of a fluid conveyance system can be reduced significantly, and energy saving can be implemented.
本システムにおける最大上昇水位限度を冷温水の沸騰温度を考慮して 7mまでとする、7mを超える部分については熱交換器等によりセパレートし、 熱交換器等の2次側を、密閉型冷温水循環システムとする。開放システム部分の配管の内部を真空に維持するため、冷温水循環システムにおける開放システム部分の配管の最上部位置に、逆止弁付き自動エアー抜き弁を設けた漏洩補給水管を設置し、開放システム部分の配管の内部を真空に維持できるようにする。(図1)。
また、冷却水や液体等の低損失流体搬送システムにおいても同様に、開放システム部分の配管の内部を真空に維持するため、流体搬送システムにおける開放システム部分の配管の最上部位置に、逆止弁付き自動エアー抜き弁を設けた漏洩補給水管を設置し、開放システム部分の配管の内部を真空に維持できるようにする。(図7)
The maximum rising water level in this system is set to 7 m in consideration of the boiling temperature of cold / hot water. The part exceeding 7 m is separated by a heat exchanger, etc., and the secondary side of the heat exchanger, etc. is closed-type cold / hot water circulation System. In order to maintain the inside of the piping of the open system part in a vacuum, a leakage replenishment water pipe with an automatic air vent valve with a check valve is installed at the top position of the open system part of the cold / hot water circulation system. The inside of the pipes can be kept in vacuum. (FIG. 1).
Similarly, in a low-loss fluid conveyance system such as cooling water or liquid, in order to maintain the inside of the piping of the open system portion in a vacuum, a check valve is provided at the uppermost position of the piping of the open system portion in the fluid conveyance system. Install a leak replenishment water pipe equipped with an automatic air vent valve so that the inside of the open system piping can be maintained in vacuum. (Fig. 7)
開放システム部分の配管の内部を真空に維持にするため、冷温水循環システムにおける開放システム部分の配管の最上部位置に、逆止弁付き自動空気抜き弁を設けた漏洩補給水管を設置した、擬似密閉型冷温水循環システムにおいて、システムの状態により、継続的に漏洩気体や湧出気体を発生する場合、 自動エアー抜き弁の2次側に真空ポンプを設置し、開放システム部分の配管内部を真空に維持できるように、真空ポンプにより吸引する。(図3)。
また、冷却水や液体等の低損失流体搬送システムにおいても同様に、開放システム部分の配管の内部を真空に維持にするため、流体搬送システムにおける開放システム部分の配管の最上部位置に、逆止弁付き自動空気抜き弁を設けた漏洩補給水管を設置した、流体搬送システムにおいて、システムの状態により、継続的に漏洩気体や湧出気体を発生する場合、自動エアー抜き弁の2次側に真空ポンプを設置し、開放システム部分の配管内部を真空に維持できるように、真空ポンプにより吸引する。(図8)
In order to maintain the inside of the piping of the open system part in a vacuum, a quasi-sealed type with a leak replenishment water pipe with an automatic air vent valve with a check valve installed at the top position of the pipe of the open system part in the cold / hot water circulation system In a cold / hot water circulation system, if leaking gas or springing gas is continuously generated depending on the system condition, a vacuum pump is installed on the secondary side of the automatic air vent valve so that the inside of the open system piping can be kept in vacuum. Then, suction is performed with a vacuum pump. (Figure 3).
Similarly, in low-loss fluid conveyance systems such as cooling water and liquids, in order to maintain the inside of the piping of the open system portion in a vacuum, the check is placed at the top position of the piping of the open system portion in the fluid conveyance system. In a fluid transfer system equipped with a leak replenishment water pipe equipped with a valve-equipped automatic air vent valve, if a leaked gas or a spring gas is continuously generated depending on the system status, a vacuum pump is installed on the secondary side of the automatic air vent valve. Installed and suctioned by a vacuum pump so that the inside of the open system piping can be maintained in vacuum. (Fig. 8)
本システムにおける最大上昇水位限度を冷温水の沸騰温度を考慮して 7mまでとする、7mを超える部分については熱交換器等によりセパレートし、熱交換器等の
2次側を、密閉型冷温水循環システムとする。密閉型冷温水循環システムに利用する熱交換器等は、低損失型の熱交換器を組み合わせることにより、より効率の良いシステムを構築することができ、全体の実揚程を消滅させるとともに、低圧力損失である擬似密閉型冷温水循環システムが実現できる。
The maximum rising water level in this system is set to 7 m in consideration of the boiling temperature of cold / hot water. The parts exceeding 7 m are separated by a heat exchanger, etc., and the secondary side of the heat exchanger, etc. is closed-type cold / hot water circulation System. For heat exchangers, etc. used for closed chilled / hot water circulation systems, a more efficient system can be constructed by combining low-loss heat exchangers, eliminating the entire actual head and reducing low pressure loss. A pseudo hermetic cold / hot water circulation system can be realized.
空調用擬似密閉型冷温水循環システムにおける開放システム部分の配管内部を真空に維持した部分については、逆漏洩を防ぐため、ポンプはメカニカルシール水封型、バルブは密封型等、逆漏洩を生じないものを用いる。又、微少の漏洩にたいしては、漏洩補給水管を設置して、保有補給水と漏洩エアーおよび湧出エアーを置換させることにより、開放システム部分の配管内部を真空に維持する。
また、冷却水や液体等の流体搬送システムにおける開放システム部分の配管内部を真空に維持した部分については、逆漏洩の少ないものを用いる。 又、微少の漏洩にたいしては、漏洩補給水管を設置して、保有補給水と漏洩エアーおよび湧出エアーを置換させることにより、開放システム部分の配管内部を真空に維持する。
In order to prevent reverse leakage, the pipes in the open system part of the quasi-sealed cold / hot water circulation system for air conditioning are kept in a vacuum, so that the pump is a mechanical seal water seal type and the valve is a sealed type. Is used. In addition, for a slight leak, a leak replenishment water pipe is installed to replace the retained replenishment water with the leaked air and the spring air, thereby maintaining the inside of the piping in the open system part in a vacuum.
Moreover, about the part which maintained the inside of piping of the open system part in fluid conveyance systems, such as a cooling water and a liquid, using a thing with little reverse leakage. In addition, for a slight leak, a leak replenishment water pipe is installed to replace the retained replenishment water with the leaked air and the spring air, thereby maintaining the inside of the piping in the open system part in a vacuum.
冷温水循環システムの1次側の冷温水流量と2次側の冷温水流量の流出入量を分離するため、往水ヘッダーと還水ヘッダーとの間にヘッダー連結管を設け、流出入量の自由度を持たせる(図1)。 In order to separate the chilled / hot water flow rate on the primary side and the chilled / hot water flow rate on the secondary side of the chilled / warm water circulation system, a header connection pipe is provided between the outgoing and return headers, allowing free flow of effluent / inflow. Give the degree (Figure 1).
蓄熱専用熱源機器を有する場合
空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、開放システム部分の配管内部を真空に維持するため、開放システム部分配管の最上部位置に逆止弁付き自動エアー抜き弁を設けた漏洩補給水管を設置し、さらに、陰圧部に設置された機器を、逆漏洩を防ぐため、ポンプはメカニカルシール水封型、バルブは密閉型等、逆漏洩を生じないものを用い、 開放システム部分の配管内部を真空に維持する。これにより、開放型冷温水循環システムの循環ポンプの全揚程を、損失水頭のみの、低圧力損失の冷温水循環システムとし、循環ポンプの全揚程の減少により、循環ポンプ動力のトータル容量を大幅に削減した,省エネルギー空調用、擬似密閉型冷温水循環システムを
構築する(図1)。
In the case of having a heat storage device dedicated to heat storage In the open-type cold / hot water circulation system using a heat storage tank in an air-conditioning heat source system, a check valve is provided at the uppermost position of the open system partial pipe to maintain a vacuum inside the open system partial pipe In order to prevent reverse leakage, install a leakage replenishment water pipe equipped with an automatic air vent valve, and in order to prevent reverse leakage, the pump has a mechanical seal water seal type, the valve has a sealed type, etc. Use an unoccupied part and maintain the inside of the open system piping in a vacuum. As a result, the total head of the circulation pump of the open-type cold / hot water circulation system is changed to a low-pressure loss cold / hot water circulation system with only a loss head, and the total capacity of the circulation pump power is greatly reduced by reducing the total head of the circulation pump. , Establish a pseudo-enclosed cold / hot water circulation system for energy-saving air conditioning (Fig. 1).
システムの状態により、継続的に漏洩気体や湧出気体を発生する場合、自動エアー抜き弁の2次側に真空ポンプを設置し、開放システム部分の配管内部を真空に維持できるように、真空ポンプにより吸引する(図3)。 Depending on the system condition, when continuously generating leaking gas or springing gas, install a vacuum pump on the secondary side of the automatic air vent valve and use a vacuum pump so that the inside of the open system piping can be maintained in vacuum. Aspirate (Figure 3).
開放システム部分の配管の初期充水方法は、初期調整用ゲート弁を閉鎖し、システム初期充水管の弁を開放して充水を行う。開放型冷温水循環システムの開放システム部分の配管内のエアーは、自動エアー抜き弁より排出される。その後、システム初期充水管の弁を閉鎖し、初期調整用ゲート弁を開放すると、漏洩補給水管内の充水と初期調整用ゲート弁下部のエアーが置換される。再度、この操作を繰り返すことより、開放システム部分の配管内のエアーは全て排出される。
また、冷却水や液体等の低損失流体搬送システムにおいても同様に、開放システム部分の配管の初期充水方法は、初期調整用ゲート弁を閉鎖し、システム初期充水管の弁を開放して充水を行う。システムの開放システム部分の配管内のエアーは、自動エアー抜き弁より排出される。その後、システム初期充水管の弁を閉鎖し、初期調整用ゲート弁を開放すると、漏洩補給水管内の充水と初期調整用ゲート弁下部のエアーが置換される。再度、この操作を繰り返すことより、開放システム部分の配管内のエアーは全て排出される。
(図7)
The initial filling method for the piping of the open system part is to close the initial adjustment gate valve and open the valve of the system initial filling pipe to charge the water. Air in the piping of the open system part of the open type cold / hot water circulation system is discharged from the automatic air vent valve. Then, when the valve of the system initial charging pipe is closed and the initial adjustment gate valve is opened, the charging in the leakage replenishment water pipe and the air under the initial adjustment gate valve are replaced. By repeating this operation again, all the air in the piping of the open system part is discharged.
Similarly, in the low-loss fluid conveyance system for cooling water and liquid, the initial filling method for piping in the open system part is to close the initial adjustment gate valve and open the system initial filling pipe valve for filling. Do water. The air in the piping of the open system part of the system is discharged from the automatic air vent valve. Then, when the valve of the system initial charging pipe is closed and the initial adjustment gate valve is opened, the charging in the leakage replenishment water pipe and the air under the initial adjustment gate valve are replaced. By repeating this operation again, all the air in the piping of the open system part is discharged.
(Fig. 7)
熱交換器1次ポンプ、又は、熱源機器1次ポンプを運転すると、漏洩補給水管内のエアーは、システムの運転圧により、 自動エアー抜き弁より排出される。自動エアー抜き弁は、逆止弁付とし、システム停止時における、エアーの逆漏洩を防止する。
また、冷却水や液体等の低損失流体搬送システムにおいても同様に、流体搬送ポンプを運転すると、漏洩補給水管内のエアーは、システムの運転圧により、自動エアー抜き弁より排出される。自動エアー抜き弁は、逆止弁付とし、システム停止時における、エアーの逆漏洩を防止する。(図7)
When the heat exchanger primary pump or heat source equipment primary pump is operated, the air in the leakage replenishment water pipe is discharged from the automatic air vent valve by the operating pressure of the system. The automatic air vent valve is equipped with a check valve to prevent reverse leakage of air when the system is stopped.
Similarly, in a low-loss fluid conveyance system such as cooling water or liquid, when the fluid conveyance pump is operated, the air in the leakage replenishment water pipe is discharged from the automatic air vent valve by the operating pressure of the system. The automatic air vent valve is equipped with a check valve to prevent reverse leakage of air when the system is stopped. (Fig. 7)
熱交換器1次ポンプ、又は、熱源機器1次ポンプの運転が停止しても、開放型冷温水循環システムの開放システム部分の配管内部が真空に維持されるため、開放システム部分の配管の充水が維持される。
また、冷却水や液体等の低損失流体搬送システムにおいても同様に、流体搬送ポンプの運転が停止しても、低損失流体搬送システムの開放システム部分の配管内部が真空に維持されるため、開放システム部分の配管の充水が維持される。(図7)
Even if the primary heat pump of the heat exchanger or the heat source equipment primary pump is stopped, the inside of the open system part of the open-type cold / hot water circulation system is maintained in vacuum, so that the pipe of the open system part is filled. Is maintained.
Similarly, in low-loss fluid conveyance systems such as cooling water and liquids, even if the operation of the fluid conveyance pump stops, the inside of the piping of the open system portion of the low-loss fluid conveyance system is maintained in vacuum. The water in the piping of the system part is maintained. (Fig. 7)
冷温水の往水ヘッダー(SH−1)と,冷温水の還水ヘッダー(RH−1)は、ヘッダー連結管にて連結し、冷温水1次側循環流量と冷温水2次側循環流量とに、流出入流量の自由度を持たせる(図1)。 The cool / warm water flow header (SH-1) and the cool / warm water return header (RH-1) are connected by a header connecting pipe, and the cold / warm water primary side circulation flow rate and the cold / warm water secondary side circulation flow rate are In addition, the degree of freedom of the inflow / outflow flow rate is given (FIG. 1).
熱交換器の冷温水1次ポンプと冷温水2次ポンプを同一のモータで駆動し、このモータの発停を、スケジュールに決められた時間帯において行えるように、発停スケジュール設定器を設置し、又、冷温水循環システムのレターン温度による変流量方式とするため、冷温水循環流量制御を最大値流量と最小値流量の設定範囲内でできるように、インバータによる回転数制御装置を設け、熱交換器系統の1次側および2次側冷温水循環流量を、1組の循環ポンプセットで、制御可能としたものも、システムとして構築できる。
冷却水や液体等の流体搬送システムにおいても、 温度や流量による変流量方式とするため、流量制御を最大値流量と最小値流量の設定範囲内でできるように、インバータによる回転数制御装置を設け、ポンプの全揚程を、損失水頭のみの、低圧力損失のシステムを構成することによる流量増大の抑制を搬送動力削減による流量制御を可能とした低損失流体搬送システムもシステムとして構築できる。
The start / stop schedule setting unit is installed so that the cold / hot water primary pump and the cold / hot water secondary pump of the heat exchanger are driven by the same motor, and the start / stop of the motor can be performed in the time zone specified in the schedule. In addition, in order to adopt a variable flow rate system based on the return temperature of the chilled / hot water circulation system, an inverter speed control device is provided so that the chilled / hot water circulation flow rate control can be performed within the setting range of the maximum value flow rate and the minimum value flow rate. A system in which the primary side and secondary side cold / hot water circulation flow rate of the system can be controlled by one circulation pump set can be constructed as a system.
In order to use a variable flow rate system based on temperature and flow rate in the fluid transfer system such as cooling water and liquid, an inverter speed control device is installed so that the flow rate control can be performed within the setting range of the maximum value flow rate and the minimum value flow rate. A low-loss fluid conveyance system that can control the flow rate by reducing the conveyance power can be constructed as a system by suppressing the increase in the flow rate by configuring the low-pressure loss system with only the loss head in the total head of the pump.
本システムにおける最大上昇水位限度を冷温水の沸騰温度を考慮して7mまでとする、7mを超える部分については熱交換器等によりセパレートし、密閉型冷温水循環システムを構築する。熱交換器は、1次冷温水と2次冷温水の温度差 1℃以下であり、熱交換率 99.5%以上であって、かつ1次側圧力損失 3m以下、2次側圧力損失 3m以下である低損失型熱交換器(実用新案登録第3101981号)を利用することにより、より低圧力損失の冷温水循環システムを構築することが出来る。 The maximum rising water level limit in this system is set to 7 m in consideration of the boiling temperature of cold / hot water. The part exceeding 7 m is separated by a heat exchanger or the like, and a closed type cold / hot water circulation system is constructed. The heat exchanger has a temperature difference between primary cold water and secondary cold water of 1 ° C. or less, a heat exchange rate of 99.5% or more, and a primary pressure loss of 3 m or less, and a secondary pressure loss of 3 m. By using the following low-loss heat exchanger (utility model registration No. 3101981), a cold / hot water circulation system with a lower pressure loss can be constructed.
蓄熱兼用熱源機器の場合
空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、開放システム部分の配管内部を真空に維持するため、開放システム部分配管の最上部位置に逆止弁付き自動エアー抜き弁を設けた漏洩補給水管を設置し、さらに、陰圧部に設置された機器を、逆漏洩を防ぐため、ポンプはメカニカルシール水封型、バルブは密閉型等、逆漏洩を生じないものを用い、開放システム部分の配管内部を真空に維持できるようにすることにより、開放型冷温水循環システムの循環ポンプの全揚程を、損失水頭のみの、低圧力損失の擬似密閉型冷温水循環システムを構成することにより、循環ポンプ動力のトータル容量を大幅に削減した,省エネルギー空調用冷温水循環システムを構築する(図2)。
In case of heat storage combined heat source equipment In an open type cold / hot water circulation system that uses a heat storage tank in an air conditioning heat source system, an automatic check valve is installed at the uppermost position of the open system partial pipe to maintain a vacuum inside the open system partial pipe. In order to prevent reverse leakage, install a leakage replenishment water pipe with an air vent valve, and prevent reverse leakage of the equipment installed in the negative pressure section, such as a mechanical seal water seal type and a valve sealed type. By using an object, it is possible to maintain the inside of the piping of the open system part in a vacuum, so that the total head of the circulation pump of the open type cold / hot water circulation system can be reduced to a low pressure loss pseudo hermetic type cold / hot water circulation system with only a loss head. By constructing it, we will build a cold / hot water circulation system for energy-saving air conditioning that greatly reduces the total capacity of the circulation pump power (Figure 2).
蓄熱、放熱兼用熱源機器を蓄熱モード、放熱モードで利用できるように、切り替えバルブ1,2,3、4を設ける(図2)。
The switching
システムの状態により、継続的に漏洩気体や湧出気体を発生する場合、自動エアー抜き弁の2次側に真空ポンプを設置し、開放システム部分の配管内部を真空に維持できるように、真空ポンプにより吸引する(図4)。 Depending on the system condition, if a leaking gas or a springing gas is continuously generated, a vacuum pump is installed on the secondary side of the automatic air vent valve so that the inside of the open system piping can be maintained in vacuum. Aspirate (Figure 4).
冷温水循環システムにおける、開放システム部分の配管内部の初期充水方法は、初期調整用ゲート弁を閉鎖し、システム初期充水管の弁を開放して充水を行う。開放システム部分の配管内のエアーは、自動エアー抜き弁より排出される。その後、システム初期充水管の弁を閉鎖し、初期調整用ゲート弁を開放すると、漏洩補給水管内の充水と初期調整用ゲート弁下部のエアーが置換される。再度、この操作を繰り返すことにより、開放システム部分のエアーは全て排出される(図2)。 In the cold and hot water circulation system, the initial water filling method inside the pipe of the open system portion is performed by closing the initial adjustment gate valve and opening the valve of the system initial water pipe to charge the water. The air in the piping of the open system part is discharged from the automatic air vent valve. Then, when the valve of the system initial charging pipe is closed and the initial adjustment gate valve is opened, the charging in the leakage replenishment water pipe and the air under the initial adjustment gate valve are replaced. By repeating this operation again, all the air in the open system part is discharged (FIG. 2).
熱交換器1次ポンプ、又は、熱源機器1次ポンプを運転すると、漏洩補給水管内のエアーは、システムの運転圧力により、自動エアー抜き弁より排出される。自動エアー抜き弁は、逆止弁付とし、循環ポンプの運転停止時の、エアーの逆漏洩を防止する。 When the heat exchanger primary pump or the heat source equipment primary pump is operated, the air in the leakage replenishment water pipe is discharged from the automatic air vent valve by the operating pressure of the system. The automatic air vent valve is equipped with a check valve to prevent reverse leakage of air when the circulation pump is stopped.
熱交換器1次ポンプ、又は、熱源機器1次ポンプの運転が停止しても、開放型冷温水循環システムの開放システム部分の配管内部が真空に維持されるため、開放システム部分の配管内部の充水が維持される。 Even if the operation of the heat exchanger primary pump or the heat source equipment primary pump is stopped, the inside of the open system part of the open system part of the open type cold / hot water circulation system is maintained in vacuum, so that the inside of the open system part of the pipe is filled. Water is maintained.
冷温水の往水ヘッダー(SH−1)と,冷温水の還水ヘッダー(RH−1)は、ヘッダー連結管にて連結し、冷温水1次側循環流量と冷温水2次側循環流量とに、流出入流量の自由度を持たせる。 The cool / warm water flow header (SH-1) and the cool / warm water return header (RH-1) are connected by a header connecting pipe, and the cold / warm water primary side circulation flow rate and the cold / warm water secondary side circulation flow rate are In addition, the degree of freedom of the inflow and outflow is given.
熱交換器の冷温水1次ポンプと冷温水2次ポンプを同一のモータで駆動し、このモータの発停を、スケジュールに決められた時間帯において行えるように、発停スケジュール設定器を設置し、又、冷温水循環システムのレターン温度による変流量方式とするため、冷温水循環流量制御を最大値流量と最小値流量の設定範囲内でできるように、インバータによる回転数制御装置を設け、熱交換器系統の1次側および2次側冷温水循環流量を、1組の循環ポンプセットで、制御可能としたものも、システムとして構築できる。 The start / stop schedule setting unit is installed so that the cold / hot water primary pump and the cold / hot water secondary pump of the heat exchanger are driven by the same motor, and the start / stop of the motor can be performed in the time zone specified in the schedule. In addition, in order to adopt a variable flow rate system based on the return temperature of the chilled / hot water circulation system, an inverter speed control device is provided so that the chilled / hot water circulation flow rate control can be performed within the setting range of the maximum value flow rate and the minimum value flow rate. A system in which the primary side and secondary side cold / hot water circulation flow rate of the system can be controlled by one circulation pump set can be constructed as a system.
本システムにおける最大上昇水位限度を冷温水の沸騰温度を考慮して7mまでとする、7mを超える部分については熱交換器等によりセパレートし、熱交換器等の2次側を密閉型冷温水循環システムとした、擬似密閉型冷温水循環システムを構築する。熱交換器は、1次冷温水と2次冷温水の温度差 1℃以下であり、 熱交換率 99.5%以上であって、かつ1次側圧力損失 3m以下、2次側圧力損失 3m以下である低損失型熱交換器(実用新案登録第3101981号)を利用することにより、より効率の良い、低圧力損失の擬似密閉型冷温水循環システムを構築することが出来る。 The maximum rising water level in this system is set to 7 m in consideration of the boiling temperature of cold / hot water. The portion exceeding 7 m is separated by a heat exchanger, etc., and the secondary side of the heat exchanger, etc. is sealed cold / hot water circulation system A pseudo hermetic cold / hot water circulation system is constructed. The heat exchanger has a temperature difference of 1 ° C. or less between the primary cold water and the secondary cold water, a heat exchange rate of 99.5% or more, and a primary pressure loss of 3 m or less, and a secondary pressure loss of 3 m. By using the following low-loss heat exchanger (utility model registration No. 3101981), a more efficient, low-pressure-loss quasi-sealed cold / hot water circulation system can be constructed.
兼用熱源機器の1次側の操作については、バルブ3,4を閉鎖し、バルブ1,2を開放する。開放システム部分の配管内部のエアーは、配管内上部の冷温水の重力圧により、自動エアー抜き弁より排出される。その後、バルブ1,2を閉鎖し、バルブ3,4を開放すると、漏洩補給水管内の充水とバルブ3,4下部のエアーが置換される。再度、同様の行為を繰り返すことにより、開放システム部分のエアーが排出され、配管内部が真空に維持されるため、開放システム部分の配管内部の充水が維持される。
Regarding the operation on the primary side of the combined heat source device, the
バルブ3,4と、バルブ1,2は同時に開放すると落水するため、必ずバルブ1,2又は、バルブ3,4が閉鎖している条件でバルブ3,4又は、バルブ1,2の開放を行う
(図2)。
Since the
空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、擬似密閉型冷温水循環システムを取り入れることによって、循環ポンプ動力のトータル容量を削減することができる。
空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、擬似密閉型冷温水循環システムを取り入れることによる、循環ポンプ動力のトータル容量の削減量の例を示せば次のようになる。これは一例であり、本発明の効果は、この計算結果に限定されない。
In the open type cold / hot water circulation system using the heat storage tank in the air conditioning heat source system, the total capacity of the circulation pump power can be reduced by incorporating the pseudo hermetic cold / hot water circulation system.
An example of the reduction in the total capacity of the circulation pump power by incorporating the pseudo hermetic cold / hot water circulation system in the open type cold / hot water circulation system using the heat storage tank in the air conditioning heat source system is as follows. This is an example, and the effect of the present invention is not limited to this calculation result.
一般的に循環ポンプ動力の容量は、
『数1』
P = ρgQΣH / η(kW) で表される。
P 循環ポンプ動力の容量(kW) ρ密度(kg/L) g重力加速度 9.81
(m/s2)
Q 冷温水流量(m3/s) ΣH 全揚程(m) η ポンプ効率
Generally, the capacity of the circulation pump power is
"
P = ρgQΣH / η (kW)
P Capacity of circulating pump power (kW) ρ density (kg / L) g Gravity acceleration 9.81
(M / s 2 )
Q Flow rate of cold / hot water (m 3 / s) ΣH Total head (m) η Pump efficiency
開放型冷温水循環システムにおける循環ポンプ動力の容量は、
『数2』
P0 = ρgQ(HH2+HL0)/ η(kW) で表される。
P0 開放型冷温水循環システムにおける2次循環ポンプ動力の容量(kW)
HH2 開放型冷温水循環システムにおける2次循環ポンプの実揚程(m)
HL0 開放型冷温水循環システムにおける損失水頭(m)
The capacity of the circulation pump power in the open-type cold / hot water circulation system is
"
P 0 = ρgQ (H H2 + H L0 ) / η (kW)
Capacity of secondary circulation pump power (kW) in P 0 open type cold / hot water circulation system
Actual head of secondary circulation pump in H H2 open type cold / hot water circulation system (m)
Head loss (m) in H L0 open type cold / hot water circulation system
擬似密閉型冷温水循環システムにおける循環ポンプ動力の容量は、
『数3』
P1+P2 = ρgQ[(HH1+HL1+HX1)+(HX2+HL2)]
/η (kW) で表される。
P1 擬似密閉型冷温水循環システムにおける1次循環ポンプ動力の容量(kW)
P2 擬似密閉型冷温水循環システムにおける2次循環ポンプ動力の容量(kW)
HH1 擬似密閉型冷温水循環システムにおける1次循環ポンプの実揚程(m)(擬似
密閉型冷温水循環システムのため、HH1=0)
HL1 擬似密閉型冷温水循環システムにおける1次側損失水頭(m)
HL2 擬似密閉型冷温水循環システムにおける2次側損失水頭(m)
HX1 熱交換器の1次側圧力損失(m)
HX2 熱交換器の2次側圧力損失(m)
The capacity of the circulation pump power in the pseudo hermetic cold / hot water circulation system is
"
P 1 + P 2 = ρgQ [(H H1 + H L1 + H X1 ) + (H X2 + H L2 )]
/ Η (kW)
P 1 volume of the primary circulation pump power in the pseudo sealed cold and hot water circulation system (kW)
P 2 capacity of the secondary circulation pump power in the pseudo sealed cold and hot water circulation system (kW)
H 1 Actual circulation head (m) of the primary circulation pump in the pseudo hermetic cold / hot water circulation system (pseudo
H H1 = 0 for closed cold / hot water circulation system
Primary head loss (m) in H L1 pseudo-sealed cold / hot water circulation system
Secondary head loss head (m) in H L2 pseudo-sealed cold / hot water circulation system
Primary pressure loss of H X1 heat exchanger (m)
Secondary pressure loss of H X2 heat exchanger (m)
この式で HL0 は、ほぼ HL1+HL2 であるため、循環ポンプ動力のトータル容量の差は、
HH2 − 「HH1+(HX1+HX2)」 = HH2 − (HX1+HX2)
となる。(擬似密閉型冷温水循環システムのため、HH1=0)
Since H L0 is approximately H L1 + H L2 in this equation, the difference in the total capacity of the circulation pump power is
H H2 − “H H1 + (H X1 + H X2 )” = H H2 − (H X1 + H X2 )
It becomes. (H H1 = 0 because of pseudo-sealed cold / hot water circulation system)
このため、熱交換器の圧力損失(HX1+HX2)が小さいほうが、より効率のよい、省エネルギーが実施できる。HH2 に対して (HX1+HX2) が充分に
小さければ、循環ポンプ動力のトータル容量を大幅に削減することが可能となる。
For this reason, the one where the pressure loss ( HX1 + HX2 ) of a heat exchanger is smaller can implement more efficient energy saving. If (H X1 + H X2 ) is sufficiently smaller than H H2 , the total capacity of the circulation pump power can be greatly reduced.
冷却水や液体等の流体搬送システムにおいて、低損失流体搬送システムを取り入れることによる、ポンプ動力のトータル容量の削減量は次のようになる。 The reduction amount of the total capacity of the pump power by incorporating the low-loss fluid conveyance system in the fluid conveyance system such as cooling water and liquid is as follows.
一般的にポンプ動力の容量は、
『数4』
Ps1 = ρgQΣH / η(kW) で表される。
Ps1 搬送ポンプ動力の容量(kW) ρ 密度(kg/L) g 重力加速度 9.81(m/s2)
Q 流量(m3/s) ΣH 全揚程(m) η ポンプ効率
In general, the capacity of the pump power is
"
Ps 1 = ρgQΣH / η (kW)
Capacity of Ps 1 conveying pump power (kW) ρ density (kg / L) g gravity acceleration 9.81 (m / s 2 )
Q Flow rate (m 3 / s) ΣH Total head (m) η Pump efficiency
低損失流体搬送システムにおけるポンプ動力の容量は、
『数5』
Ps2 = ρgQ(HH+HL)/ η(kW) で表される。
Ps2 低損失流体搬送システムにおける搬送ポンプ動力の容量(kW)
HH 低損失流体搬送システムにおける搬送ポンプの実揚程(m)(低損失流体搬送
システムのため、HH=0)
HL 低損失流体搬送システムにおける損失水頭(m)
The capacity of the pump power in the low loss fluid conveyance system is
"Equation 5"
Ps 2 = ρgQ (H H + H L ) / η (kW)
Capacity of power of transport pump (kW) in Ps 2 low loss fluid transport system
Actual head of the transport pump in the H H low-loss fluid delivery system (m) (low loss fluid delivery
Because of the system, H H = 0)
Loss head (m) in HL low loss fluid transfer system
低損失流体搬送システムにおける搬送ポンプ動力の容量は、
『数6』
Ps2 = ρgQ(HL)/η (kW) となる。
The capacity of the transfer pump power in the low-loss fluid transfer system is
"Equation 6"
Ps 2 = ρgQ (H L ) / η (kW)
このため、実揚程HH に対して、損失水頭HL 比較的小さければ、搬送ポンプ動力の
トータル容量を大幅に削減することが可能となる。
For this reason, if the loss head H L is relatively small with respect to the actual head H H , the total capacity of the conveyance pump power can be greatly reduced.
擬似密閉型冷温水循環システムに、低温度差、1次側冷温水と2次側冷温水の温度差
1℃ 以下であり、 高効率、 熱交換率 99.5% 以上であって、 かつ、低圧力損失、1次側圧力損失 HX1 3m 以下、 2次側圧力損失 HX2 3m 以下の低損失型熱交換器を組み合わせることにより、より効率的な低圧力損失の擬似密閉型冷温水循環システムを構成することが出来、循環ポンプ動力のトータル容量を大幅に削減することが可能となる。
The pseudo-sealed cold / hot water circulation system has a low temperature difference, a primary side cold / hot water temperature difference of 1 ° C. or less, a high efficiency, a heat exchange rate of 99.5% or more, and a low Combining low-loss heat exchangers with pressure loss, primary side pressure loss H X1 3m or less, and secondary side pressure loss H X2 3m or less constitutes a more efficient low pressure loss quasi-enclosed cold / hot water circulation system Therefore, the total capacity of the circulating pump power can be greatly reduced.
病院施設における空調用擬似密閉型冷温水循環システムの実施例
空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムを有する施設の実施例
Example of pseudo air-conditioning system for air conditioning in hospital facilities Example of facility with open-type cold / hot water circulation system using heat storage tank in air conditioning heat source system
開放型冷温水循環システムの場合、冷温水循環ポンプ動力のトータル容量が、
冷温水循環2次ポンプ(Q = 4,980 L/min 55m 75kW)8台
600kW
冷温水循環2次ポンプ(Q = 2,600 L/min 55m 45kW)1台
45kW
小計 645kW
冷温水循環1次ポンプ(Q = 8,100 L/min 30m 55kW)2台
110kW
冷温水循環1次ポンプ(Q = 8,100 L/min 25m 45kW)2台
90kW
冷温水循環1次ポンプ(Q = 6,600 L/min 26m 45kW)2台
90kW
冷温水循環1次ポンプ(Q = 6,250 L/min 27m 37kW)2台
74kW
小計 364kW
合計 1,009kW
HH2 30m HL0 25m(系統損失水頭10m 落水防止弁15m
フート弁0m) HH1 5m HL1 25m(系統損失水頭10m
落水防止弁15m フート弁0m)
In the case of an open-type cold / hot water circulation system, the total capacity of the cold / hot water circulation pump power is
8 cold / hot water circulation secondary pumps (Q = 4,980 L / min 55m 75kW)
600kW
1 cold / hot water circulation secondary pump (Q = 2,600 L / min 55m 45kW)
45kW
Subtotal 645kW
Two cold / hot water circulation primary pumps (Q = 8,100 L / min 30m 55kW)
110kW
Two cold / hot water circulation primary pumps (Q = 8,100 L / min 25m 45kW)
90kW
Two cold / hot water circulation primary pumps (Q = 6,600 L / min 26m 45kW)
90kW
Two cold / hot water circulation primary pumps (Q = 6,250 L / min 27m 37kW)
74kW
Subtotal 364kW
Total 1,009kW
H H2 30m H L0 25m (System loss head 10m Water fall prevention valve 15m
Foot valve 0m) H H1 5m H L1 25m (system loss head 10m
Fall prevention valve 15m Foot valve 0m)
本発明の擬似密閉型冷温水循環システムを取り入れた、実施例は、 冷温水循環ポンプ動力のトータル容量は、
冷温水循環2次ポンプ(Q=4,980 L/min 13m 18.5kW)8台
148kW
冷温水循環2次ポンプ(Q=2,600 L/min 13m 11kW)1台
11kW
小計 159kW
冷温水循環1次ポンプ(Q=8,100 L/min 13m 30kW)2台
60kW
冷温水循環1次ポンプ(Q=8,100 L/min 13m 30kW)2台
60kW
冷温水循環1次ポンプ(Q=6,600 L/min 13m 22kW)2台
44kW
冷温水循環1次ポンプ(Q=6,250 L/min 13m 22kW)2台
44kW
小計 208kW
合計 367kW
In the embodiment incorporating the pseudo hermetic cold / hot water circulation system of the present invention, the total capacity of the cold / hot water circulation pump power is
8 cold / hot water circulation secondary pumps (Q = 4,980 L / min 13m 18.5kW)
148kW
1 cold / hot water circulation secondary pump (Q = 2,600 L / min 13m 11kW)
11kW
Subtotal 159kW
Two cold / hot water circulation primary pumps (Q = 8,100 L / min 13m 30kW)
60kW
Two cold / hot water circulation primary pumps (Q = 8,100 L / min 13m 30kW)
60kW
Two cold / hot water circulation primary pumps (Q = 6,600 L / min 13m 22kW)
44kW
Two cold / hot water circulation primary pumps (Q = 6,250 L / min 13m 22kW)
44kW
Subtotal 208kW
Total 367kW
開放型冷温水循環システムの冷温水循環ポンプ動力のトータル容量の合計は、
1,009kWであり、同一機能を維持する、擬似密閉型冷温水循環システムでの冷温水循環ポンプ動力のトータル容量の合計は、 371kWとなる。 このため、本発明の実施は、実施前、1,009kWに対して、実施後、367kWとなり、効果として、642kW の削減、 率として、 63.6% の削減となる。
The total capacity of the chilled / hot water circulation pump power in the open chilled / hot water circulation system is
The total capacity of the chilled / hot water circulation pump power in the pseudo hermetic chilled / hot water circulation system maintaining the same function is 371 kW. For this reason, the implementation of the present invention is 367 kW after implementation, compared to 1,009 kW before implementation, resulting in a reduction of 642 kW and a reduction of 63.6% as a rate.
この発明を検証すると、擬似密閉型冷温水循環システムでの、冷温水循環2次ポンプの全揚程(m)は、実揚程0(m)、系統損失水頭10m、低損失型熱交換器の2次側圧力損失 HX2 3(m)の合計値 13(m)となる。 When this invention is verified, the total head (m) of the cold / hot water circulation secondary pump in the pseudo hermetic cold / hot water circulation system is the actual head 0 (m), the system loss head 10 m, and the secondary side of the low loss heat exchanger. The total value of pressure loss H X2 3 (m) is 13 (m).
擬似密閉型冷温水循環システムでの、冷温水循環1次ポンプの全揚程(m)は、実揚程0(m)、系統損失水頭10m、低損失型熱交換器の2次側圧力損失 HX2 3(m)の合計値 13(m)となる。
The total head (m) of the cold / hot water circulation primary pump in the pseudo hermetic cold / hot water circulation system is as follows: the actual head 0 (m), the system loss head 10 m, the secondary
擬似密閉型冷温水循環システムでの、冷温水循環2次ポンプ動力の容量は、
『数7』
P2 = ρ g Q(HH2+HL0)/ η (kW)
= 9.81 × 4.98/60(m3/s) ×(0+13)(m)/0.6
=17.6(kW) [該当ポンプ動力の容量] 18.5(kW)
The capacity of the secondary pump power for cold / hot water circulation in the quasi-enclosed cold / hot water circulation system is
"Equation 7"
P 2 = ρ g Q (H H2 + H L0 ) / η (kW)
= 9.81 × 4.98 / 60 (m 3 /s)×(0+13)(m)/0.6
= 17.6 (kW) [Applicable pump power capacity] 18.5 (kW)
擬似密閉型冷温水循環システムでの、冷温水循環1次ポンプ動力の容量は、
『数8』
P1 = ρ g Q(HH1+HL0)/ η (kW)
= 9.81 × 8.1/60 (m3/s) ×(0+13)(m)/0.6
=28.6(kW) [該当ポンプ動力の容量] 30(kW)
The capacity of the primary pump power for the cold / hot water circulation in the pseudo-sealed cold / hot water circulation system is
"Equation 8"
P 1 = ρ g Q (H H1 + H L0 ) / η (kW)
= 9.81 x 8.1 / 60 (m 3 / s) x (0 + 13) (m) /0.6
= 28.6 (kW) [Applicable pump power capacity] 30 (kW)
擬似密閉型冷温水循環システムにおける循環ポンプ動力のトータル容量は、低圧力損失型熱交換器(HX1 3m、 HX2 3m)を組み合わせた場合、循環ポンプ動力のトータル容量の削減量は、642(kW)となる。 The total capacity of the circulation pump power in the pseudo hermetic cold / hot water circulation system is 642 (kW) when combined with a low pressure loss heat exchanger (H X1 3m, H X2 3m). )
年間の電力量削減量は、低圧力損失型熱交換器 HX1 3m、 HX2 3m を組み合わせた場合、642(kW)×24時間×365日×0.3(稼働率)
= 1,687,176(kWh)
The annual power reduction amount is 642 (kW) x 24 hours x 365 days x 0.3 (operating rate) when combined with low pressure loss heat exchangers H X1 3m and H X2 3m
= 1,687,176 (kWh)
電力削減量は、642(kW)×0.7(稼働率) = 449(kW)となる。 The amount of power reduction is 642 (kW) × 0.7 (operation rate) = 449 (kW).
電力量料金削減額は(高圧業務用電力契約の場合)
1,687,176(kWh/年)× 11(円/kWh)=約18,558(千円/年)
基本料金削減額は(高圧業務用電力契約の場合)
449(kW)×12ヶ月×1,560(円/kWh)=約8,405(千円/年)
削減額合計 約 26,963(千円/年)
Electricity charge reduction amount (for high-voltage commercial power contracts)
1,687,176 (kWh / year) × 11 (yen / kWh) = about 18,558 (thousand yen / year)
Basic charge reduction (for high-voltage commercial power contracts)
449 (kW) x 12 months x 1,560 (yen / kWh) = about 8,405 (thousand yen / year)
Total reduction amount Approx. 26,963 (1,000 yen / year)
病院施設等における空調用冷温水循環システムのように、年間を通じて稼動する、搬送動力の削減は、省エネルギーの目玉である。本システムは、汎用性が高く、温暖化ガス削減量は、全国規模で、炭酸ガスの排出量に換算すると、推定、毎年約189万トン(現在の金額換算で 推定、毎年約600億円)の削減が見込まれる。 The reduction of transport power, which operates throughout the year, like a cold / hot water circulation system for air conditioning in hospital facilities, etc., is the main feature of energy saving. This system is highly versatile, and the amount of greenhouse gas reduction is estimated to be approximately 1.89 million tons per year when converted to CO2 emissions on a nationwide scale (estimated using the current amount, approximately 60 billion yen per year) Reduction is expected.
発電所において、海水を冷却水として利用する流体搬送システムにおける実施例。
発電所において、海水を冷却水として利用する通常の流体搬送システムにおける、搬送ポンプ動力のトータル容量は次のようになる。
The Example in the fluid conveyance system which uses seawater as cooling water in a power plant.
The total capacity of the transfer pump power in a normal fluid transfer system that uses seawater as cooling water in a power plant is as follows.
海水を冷却水として利用する通常の流体搬送ポンプ動力のトータル容量が、
発電機 1基当たり
冷却水ポンプ(Q = 39,300 m3/h 12m 2,000kW)2台
4,000kW
発電機設置台数 4基
冷却水ポンプ (2台 × 2,000kW)×4基 = 16,000kW
HH 6m HL 6m(実揚程6m 系統損失水頭6m フート弁0m)
The total capacity of the normal fluid conveyance pump power that uses seawater as cooling water is
Two cooling water pumps per generator (Q = 39,300 m 3 / h 12 m 2,000 kW)
4,000kW
Number of generators installed 4 units Cooling water pump (2 units × 2,000 kW) × 4 units = 16,000 kW
H H 6m H L 6m (actual head 6m system loss head 6m foot valve 0m)
発電所における、海水を冷却水として利用する流体搬送システムにおいて、本発明の低損失流体搬送システムを取り入れた、実施例は、
搬送ポンプ動力のトータル容量は次のようになる。
In a fluid conveyance system using seawater as cooling water in a power plant, the embodiment incorporating the low-loss fluid conveyance system of the present invention is as follows.
The total capacity of the transfer pump power is as follows.
海水を冷却水として利用する搬送ポンプ動力のトータル容量は、
発電機 1基当たり
冷却水ポンプ(Q = 39,300 m3/h 6m 1,000kW)2台
2,000kW
発電機設置台数 4基
冷却水ポンプ (2台 × 1,000kW)×4基 = 8,000kW
HH 0m HL 6m(実揚程0m 系統損失水頭6m フート弁0m)
The total capacity of the transfer pump power that uses seawater as cooling water is
Two cooling water pumps per generator (Q = 39,300 m 3 / h 6 m 1,000 kW)
2,000kW
Number of generators installed 4 units Cooling water pump (2 units × 1,000 kW) × 4 units = 8,000 kW
H H 0m H L 6m (actual head 0m system loss head 6m foot valve 0m)
通常の冷却水搬送システムの搬送ポンプ動力のトータル容量の合計は、16,000kWであり、同一機能を維持する、低損失流体搬送システムでの冷却水ポンプ動力のトータル容量の合計は、8,000kWとなる。
このため、本発明の実施は、実施前、16,000kWに対して、実施後、8,000kWとなり、効果として、8,000kW の削減、 率として、50% の削減となる。
The total capacity of the transfer pump power in the normal cooling water transfer system is 16,000 kW, and the total capacity of the cooling water pump power in the low loss fluid transfer system that maintains the same function is 8,000 kW. It becomes.
For this reason, the implementation of the present invention is 18,000 kW before the implementation, 8,000 kW after the implementation, and the effect is a reduction of 8,000 kW and a reduction of 50%.
この発明を検証すると、低損失流体搬送システムでの、冷却水ポンプの全揚程(m)
は、実揚程0(m)、系統損失水頭6mの合計値 6(m)となる。
低損失流体搬送システムでの、冷却水ポンプ動力の容量は、
『数9』
Ps2 = ρ g Q(HH+HL)/ η (kW)
= 9.81 × 39,300 (m3/h) / 3、600(sec/h)
×(0+6)(m)/0.6
=1,070(kW) [該当ポンプ動力の容量]1,000(kW)
When this invention is verified, the total head of the cooling water pump (m) in the low-loss fluid conveyance system
Is the total value 6 (m) of the actual head 0 (m) and the system loss head 6 m.
The capacity of the cooling water pump power in the low-loss fluid conveyance system is
"Equation 9"
Ps 2 = ρ g Q (H H + H L ) / η (kW)
= 9.81 × 39,300 (m 3 / h) / 3, 600 (sec / h)
× (0 + 6) (m) /0.6
= 1,070 (kW) [capacity of the corresponding pump power] 1,000 (kW)
低損失流体搬送システムにおける冷却水ポンプ動力のトータル容量は、8,000
(kW)となる。
The total capacity of the cooling water pump power in the low loss fluid conveyance system is 8,000.
(KW).
年間の電力量削減量は、低損失流体搬送システムを用いた場合、
8,000(kW) × 24時間 × 365日 × 0.7(稼働率)
= 49、056,000(kWh)
The annual power reduction amount is as follows when using a low-loss fluid conveyance system.
8,000 (kW) x 24 hours x 365 days x 0.7 (operation rate)
= 49, 056,000 (kWh)
電力量料金削減額は(特別高圧電力契約の場合)
49、056,000(kWh) × 7(円/kWh)(概算)
= 約 343,392(千円/年)
基本料金削減額は(特別高圧電力電力契約の場合)
8,000(kW) × 12ヶ月 × 1,500(円/kWh)(概算)
= 約 144,000(千円/年)
削減額合計 約 487,392(千円/年)
Electricity charge reduction amount (for special high-voltage power contract)
49,056,000 (kWh) x 7 (yen / kWh) (approximate)
= About 343,392 (1,000 yen / year)
Basic charge reduction amount (for special high voltage power contract)
8,000 (kW) x 12 months x 1,500 (yen / kWh) (approximate)
= Approximately 144,000 (thousand yen / year)
Total reduction amount 487,392 (1,000 yen / year)
発電所等における冷却水搬送システムのように、年間を通じて稼動する、搬送動力の削減は、省エネルギーの目玉である。本システムは、汎用性が高く、温暖化ガス削減量は、全国規模で、 炭酸ガスの排出量に換算すると、 推定、 毎年 数百万トン(現在の金額換算で、推定、毎年 数千億円)の削減が見込まれる。
まとめ
以上述べたように、本発明の課題は、空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、全ての、実揚程を0とすることにより、低圧力損失の疑似密閉型冷温水循環システムを構成し、循環ポンプ動力のトータル容量を削減し、省エネルギーを図ろうとするものである。
また、冷却水や液体等の流体搬送システムにおいても、実揚程を削減することにより、低圧力損失の流体搬送システムを構成し、流体搬送ポンプ動力のトータル容量を削減し、省エネルギーを図ろうとするものである。
また、本発明の解決手段は、空調熱源システムにおける、蓄熱槽を利用する開放型冷温水循環システムにおいて、省エネルギーを図る目的で循環ポンプ動力のトータル容量を削減するため、開放システム部分の配管内部を真空に維持することにより、実揚程を消滅させた擬似密閉型冷温水循環システムを構築し、損失水頭のみの、低圧力損失の冷温水循環システムを構成することによる、循環ポンプ動力のトータル容量を削減した,省エネルギー空調用冷温水循環システムである。
擬似密閉型冷温水循環システムにおいて、低温度差、1次側冷温水と2次側冷温水の温度差 1℃ 以下であり、 高効率、熱交換率 99.5% 以上であって、かつ低圧力損失、1次側圧力損失 HX1 3m 以下、 2次側圧力損失 HX2 3m 以下 である、低損失型熱交換器を組み合わせることにより、より効率の良い、低圧力損失の擬似密閉型冷温水循環システムを構成することができ、循環ポンプ動力のトータル容量を大幅に削減した、省エネルギー型空調用冷温水循環システムが構成される。
また、冷却水や液体等の流体搬送システムにおける、流体搬送システムにおいて、省エネルギーを図る目的で搬送ポンプ動力のトータル容量を削減するため、開放システム部分の配管内部を真空に維持することにより、実揚程を削減させた低圧力損失の流体搬送システムを構築し、損失水頭のみの、低圧力損失の流体搬送システムを構成することによる、搬送ポンプ動力のトータル容量を削減した,省エネルギー流体搬送システムである。
代表的な図面を選択するとすれば、図2及び図7が妥当である。
The reduction of transport power, which operates throughout the year, like a cooling water transport system in a power plant or the like, is an energy saving feature. This system is highly versatile, and the amount of greenhouse gas reduction is estimated to be several million tons per year when converted to carbon dioxide emissions on a nationwide scale (estimated by current amount conversion, several hundred billion yen per year) ) Reduction is expected.
Summary As described above, the problem of the present invention is that in an open-type cold / hot water circulation system using a heat storage tank in an air-conditioning heat source system, by setting all the actual heads to 0, a pseudo-sealed cold / cold temperature with low pressure loss. It is intended to save energy by configuring a water circulation system, reducing the total capacity of the circulation pump power.
Also, in the fluid transfer system for cooling water and liquid, by reducing the actual head, a low pressure loss fluid transfer system is constructed, and the total capacity of the fluid transfer pump power is reduced to save energy. It is.
Further, the solution of the present invention is to provide an open-type cold / hot water circulation system using a heat storage tank in an air-conditioning heat source system, in order to reduce the total capacity of the circulation pump power for the purpose of energy saving. By constructing a quasi-enclosed cold / hot water circulation system that eliminates the actual head, and constructing a low pressure loss cold / hot water circulation system with only a loss head, the total capacity of the circulation pump power has been reduced. This is a cold / hot water circulation system for energy-saving air conditioning.
In the quasi-enclosed cold / hot water circulation system, low temperature difference, primary side cold / hot
In order to reduce the total capacity of the transfer pump power for the purpose of energy saving in the fluid transfer system for cooling water and liquid, etc., the actual pumping distance is maintained by maintaining the inside of the piping in the open system part in a vacuum. This is an energy-saving fluid transportation system that reduces the total capacity of the transportation pump power by constructing a low pressure loss fluid transportation system with reduced pressure and constructing a low pressure loss fluid transportation system with only head loss.
2 and 7 are reasonable if a representative drawing is selected.
1、2、3、4 バルブ
P1 密閉型冷温水循環システムにおける冷温水1次ポンプ(容量)
P2 密閉型冷温水循環システムにおける冷温水2次ポンプ(容量)
HL1 密閉型冷温水循環システムにおける1次側損失水頭(m)
HL2 密閉型冷温水循環システムにおける2次側損失水頭(m)
HX1 熱交換器の1次側圧力損失(m)
HX2 熱交換器の2次側圧力損失(m)
P0 開放型冷温水循環システムにおける冷温水2次循環ポンプ(容量)
HH2 開放型冷温水循環システムにおける冷温水2次ポンプの実揚程(m)
HL0 開放型冷温水循環システムにおける損失水頭(m)
SH1 往水1次ヘッダー
SH2 往水2次ヘッダー
RH1 還水1次ヘッダー
RH2 還水2次ヘッダー
Ps1 通常の流体搬送システムにおける搬送ポンプ(容量)
Ps2 低損失流体搬送システムにおける搬送ポンプ(容量)
1, 2, 3, 4 Valve P 1 Cold / hot water primary pump (capacity) in hermetic cold / hot water circulation system
Hot and cold water secondary pump in the P 2 sealed cold and hot water circulation system (volume)
H L1 Primary head loss (m) in hermetic cold / hot water circulation system
H L2 secondary head loss in hermetic cold / hot water circulation system (m)
Primary pressure loss of H X1 heat exchanger (m)
Secondary pressure loss of H X2 heat exchanger (m)
Cold / hot water secondary circulation pump (capacity) in P 0 open-type cold / hot water circulation system
Actual head (m) of the secondary hot / cold water pump in the H2 open chilled / hot water circulation system
Head loss (m) in H L0 open type cold / hot water circulation system
SH1 Outbound primary header SH2 Outbound secondary header RH1 Returned water primary header RH2 Returned water secondary header Ps 1 Transport pump (capacity) in a normal fluid transport system
Transfer pump (capacity) in Ps 2 low loss fluid transfer system
Claims (11)
1℃以下であり、熱交換率99.5%以上であって、かつ1次側圧力損失3m以下、2次側圧力損失3m以下である、低損失型熱交換器を組み合わせることにより、より効率よく、冷温水循環システム全体の実揚程を消滅させるとともに、より低損失水頭の冷温水循環システムを構築することにより、冷温水循環ポンプ動力のトータル容量を削減した,省エネルギー空調用冷温水循環システム。 The temperature difference between the primary water and the secondary water in the heat exchanger is 1 ° C. or less, the heat exchange rate is 99.5% or more, and By combining a low-loss heat exchanger with a primary pressure loss of 3 m or less and a secondary pressure loss of 3 m or less, the actual head of the entire cold / warm water circulation system is eliminated more efficiently, and a lower loss head A cold / hot water circulation system for energy-saving air conditioning that reduces the total capacity of the cold / hot water circulation pump power by building a cold / hot water circulation system.
In the fluid transfer system such as cooling water and liquid, in order to adopt a variable flow rate method by temperature and flow rate, a rotation speed control device by an inverter is provided so that flow rate control can be performed within the setting range of maximum value flow rate and minimum value flow rate, A low-loss fluid conveyance system that can control the flow rate by reducing the conveyance power by suppressing the increase in flow rate by configuring a low pressure loss system with only the head of the loss for the entire head of the pump.
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