JP2014009908A - Temperature control system - Google Patents

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JP2014009908A
JP2014009908A JP2012147951A JP2012147951A JP2014009908A JP 2014009908 A JP2014009908 A JP 2014009908A JP 2012147951 A JP2012147951 A JP 2012147951A JP 2012147951 A JP2012147951 A JP 2012147951A JP 2014009908 A JP2014009908 A JP 2014009908A
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Masakazu Okamoto
昌和 岡本
Michio Moriwaki
道雄 森脇
Yasuhiro Kawano
泰大 河野
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Daikin Industries Ltd
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the introduction of heating equipment with a heat pump in a temperature control system of a factory and the like having steam heating equipment.SOLUTION: A temperature control facility (1) includes: steam heat exchangers (31) to which heating steam generated by a boiler (30) is supplied through a steam supplying line (34); a heat pump (5) generating hot water by heat-exchanging water for refrigerant to heat the water in a refrigeration cycle; and a hot-water supplying line (53) supplying to the steam heat exchangers (31) the hot water generated by the heat pump (5) instead of the heating steam. With this structure, water in a thermostatic chamber (17) is heat-exchanged for the hot water flowing in the steam heat exchangers (31) for heating.

Description

本発明は、温度制御システムに関し、特に、省エネルギー化対策に係るものである。     The present invention relates to a temperature control system, and particularly relates to energy saving measures.

従来より、特許文献1に示すように、製品を製造する工場においては、ボイラ等で発生させた高温の蒸気を、洗浄機や乾燥機等(以下、負荷機器)の加熱源として利用している。図9に示すように、この種の加熱設備(e)としては、ボイラ(a)で発生させた高温蒸気を熱交換器(b)に供給して、恒温槽(c)の水を加熱して、製品(d)の洗浄などに使用している。ところが、ボイラによる高温蒸気による加熱は、高温蒸気を恒温槽(c)へ搬送する際、配管における圧損、熱損、およびドレン排熱などが発生するため、効率よく行うことができないという問題があった。     Conventionally, as shown in Patent Document 1, in a factory that manufactures products, high-temperature steam generated by a boiler or the like is used as a heating source for a washing machine or a dryer (hereinafter referred to as load equipment). . As shown in FIG. 9, as this kind of heating equipment (e), the high-temperature steam generated in the boiler (a) is supplied to the heat exchanger (b) to heat the water in the thermostatic bath (c). Used for cleaning products (d). However, there is a problem that heating with high-temperature steam by a boiler cannot be performed efficiently because pressure loss, heat loss, drainage heat, etc. occur in the piping when the high-temperature steam is transferred to the thermostatic chamber (c). It was.

特開2003−194405号公報JP 2003-194405 A

ところで、冷凍サイクルを利用して温水等を生成するヒートポンプが知られている。この種のヒートポンプでは、低温部分から高温部分へ熱を移動させることができるため、ボイラに比べて熱効率よく温水等を生成することができる。     By the way, a heat pump that generates hot water or the like using a refrigeration cycle is known. In this type of heat pump, heat can be transferred from the low temperature portion to the high temperature portion, so that hot water or the like can be generated more efficiently than a boiler.

しかしながら、工場などにおいて既に蒸気加熱による設備を導入している場合、ヒートポンプによる加熱設備を新たに導入するには設備投資が過大となってしまうという問題があった。     However, when equipment by steam heating has already been introduced in factories or the like, there has been a problem that capital investment is excessive to newly introduce heating equipment by a heat pump.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、蒸気加熱設備を有する工場などの温度制御システムにおいて、ヒートポンプによる加熱設備を容易に導入することを目的とする。     This invention is made | formed in view of such a point, and aims at introduce | transducing the heating equipment by a heat pump easily in temperature control systems, such as a factory which has a steam heating equipment.

第1の発明は、蒸気生成装置(30)で生成された加熱蒸気が流れる蒸気供給ライン(34)と、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うヒートポンプ(5)で生成された温水が流れる温水供給ライン(53)と、加熱対象が加熱される蒸気熱交換器(31)とを備え、上記蒸気熱交換器(31)は、上記蒸気供給ライン(34)を流れる加熱蒸気と上記温水供給ライン(53)を流れる温水とが切り換えられて供給されると共に、該供給された加熱蒸気又は温水によって加熱対象が加熱されるよう構成されている。     The first invention includes a steam supply line (34) through which heated steam generated by the steam generating device (30) flows, and a hot water supply line through which hot water generated by a heat pump (5) performing a vapor compression refrigeration cycle ( 53) and a steam heat exchanger (31) for heating an object to be heated, the steam heat exchanger (31) including the heated steam flowing through the steam supply line (34) and the hot water supply line (53) The hot water flowing through the water is switched and supplied, and the object to be heated is heated by the supplied heated steam or hot water.

上記第1の発明では、蒸気生成装置(30)で加熱蒸気を生成し、該加熱蒸気は蒸気供給ライン(34)を流れる。ヒートポンプ(5)では、蒸気圧縮式冷凍サイクルによって水と冷媒が熱交換し、温水が生成される。生成された温水は、温水供給ライン(53)を流れる。蒸気供給ライン(34)を流れる加熱蒸気と上記温水供給ライン(53)を流れる温水とを切り換えて蒸気熱交換器(31)に供給する。そして、蒸気が供給された蒸気熱交換器(31)では、蒸気と加熱対象が熱交換し、加熱対象が加熱される。また、温水が供給された蒸気熱交換器(31)では、温水と加熱対象が熱交換し、加熱対象が加熱される。     In the first invention, the steam generating device (30) generates heated steam, and the heated steam flows through the steam supply line (34). In the heat pump (5), water and the refrigerant exchange heat by a vapor compression refrigeration cycle to generate hot water. The generated warm water flows through the warm water supply line (53). The heating steam flowing through the steam supply line (34) and the hot water flowing through the hot water supply line (53) are switched and supplied to the steam heat exchanger (31). In the steam heat exchanger (31) to which the steam is supplied, the steam and the heating target exchange heat, and the heating target is heated. Moreover, in the steam heat exchanger (31) to which the hot water is supplied, the hot water and the heating target exchange heat, and the heating target is heated.

第2の発明は、上記第1の発明において、上記温水供給ライン(53)は、出口端が上記蒸気供給ライン(34)における蒸気熱交換器(31)の流入側に接続されて上記ヒートポンプ(5)で生成された温水を上記蒸気熱交換器(31)に供給するよう構成されている。     In a second aspect based on the first aspect, the hot water supply line (53) has an outlet end connected to the inflow side of the steam heat exchanger (31) in the steam supply line (34) so that the heat pump ( The hot water generated in 5) is supplied to the steam heat exchanger (31).

上記第2の発明では、蒸気熱交換器(31)の流入側に温水供給ライン(53)が接続されており、蒸気熱交換器(31)の流入側において熱源となる加熱蒸気と温水の供給が切り換えられる。     In the said 2nd invention, the hot water supply line (53) is connected to the inflow side of a steam heat exchanger (31), and supply of the heating steam and warm water which become a heat source in the inflow side of a steam heat exchanger (31) Is switched.

第3の発明は、上記第1又は第2の発明において、入口端が上記蒸気熱交換器(31)の流出側に接続される一方、出口端が上記ヒートポンプ(5)の流入側に接続され、温水が供給された時、上記蒸気熱交換器(31)で熱交換を行った温水を上記ヒートポンプ(5)に戻す温水戻りライン(55)を備えている。     According to a third invention, in the first or second invention, the inlet end is connected to the outflow side of the steam heat exchanger (31), while the outlet end is connected to the inflow side of the heat pump (5). When the hot water is supplied, the hot water return line (55) is provided for returning the hot water subjected to heat exchange in the steam heat exchanger (31) to the heat pump (5).

上記第3の発明では、温水が供給された時、蒸気熱交換器(31)で熱交換した温水は温水戻りライン(55)を流れて再びヒートポンプ(5)に戻る。     In the said 3rd invention, when warm water is supplied, the warm water heat-exchanged with the steam heat exchanger (31) flows through a warm water return line (55), and returns to a heat pump (5) again.

第4の発明は、上記第3の発明において、上記蒸気熱交換器(31)の流出側に接続され、加熱蒸気が供給された時、蒸気熱交換器(31)から流出させた蒸気又は水を排出させる蒸気排出ライン(38)を備えている。     According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the steam or water that is connected to the outflow side of the steam heat exchanger (31) and flows out of the steam heat exchanger (31) when heated steam is supplied. It is equipped with a steam discharge line (38) for discharging water.

上記第4の発明では、加熱蒸気が供給された時、蒸気熱交換器(31)から流出した蒸気又は水は蒸気排出ライン(38)を流れて排出される。     In the fourth aspect of the invention, when heated steam is supplied, the steam or water flowing out of the steam heat exchanger (31) flows through the steam discharge line (38) and is discharged.

第5の発明は、上記第4の発明において、上記温水戻りライン(55)には温水側バルブ(61)が設けられる一方、上記蒸気排出ライン(38)には蒸気側バルブ(40)が設けられ、上記蒸気熱交換器(31)への供給を温水から加熱蒸気に切り換える際は、上記温水側バルブ(61)が閉じられた後、上記蒸気側バルブ(40)が開けられるよう構成されている。     In a fifth aspect based on the fourth aspect, the warm water return line (55) is provided with a warm water side valve (61), while the steam discharge line (38) is provided with a steam side valve (40). When the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from warm water to heated steam, the steam side valve (40) is opened after the warm water side valve (61) is closed. Yes.

上記第5の発明では、蒸気熱交換器(31)への供給を温水から加熱蒸気に切り換える際は、まず、温水側バルブ(61)が閉じられ、その後、蒸気側バルブ(40)が開けられる。こうすることで、蒸気熱交換器(31)に残存する温水が、供給される加熱蒸気によって押し出される。蒸気熱交換器(31)から押し出された温水は、蒸気排出ライン(38)から排出される。     In the fifth aspect of the invention, when the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from warm water to heated steam, the warm water side valve (61) is first closed and then the steam side valve (40) is opened. . By doing so, the hot water remaining in the steam heat exchanger (31) is pushed out by the supplied heating steam. The hot water pushed out from the steam heat exchanger (31) is discharged from the steam discharge line (38).

第6の発明は、上記第4の発明において、上記温水戻りライン(55)には温水側バルブ(61)が設けられる一方、上記蒸気排出ライン(38)には蒸気側バルブ(40)が設けられ、上記蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際は、上記蒸気側バルブ(40)が閉じられた後、上記温水側バルブ(61)が開けられるよう構成されている。     In a sixth aspect based on the fourth aspect, the warm water return line (55) is provided with a warm water side valve (61), while the steam discharge line (38) is provided with a steam side valve (40). When the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from heated steam to warm water, the warm water side valve (61) is opened after the steam side valve (40) is closed. Yes.

上記第6の発明では、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際は、まず、蒸気側バルブ(40)が閉じられ、その後、温水側バルブ(61)が開けられる。     In the sixth aspect of the invention, when the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from heated steam to warm water, the steam side valve (40) is first closed, and then the warm water side valve (61) is opened. .

第7の発明は、上記第6の発明において、上記蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際、上記温水側バルブ(61)が開いた後に、上記温水戻りライン(55)へ給水を行う給水器(90)を備えている。     According to a seventh aspect, in the sixth aspect, when the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from heated steam to warm water, the warm water return line ( It has a water supply (90) that supplies water to 55).

上記第7の発明では、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際は、まず、蒸気側バルブ(40)が閉じられ、その後、温水側バルブ(61)が開けられる。温水側バルブ(61)が開いた後、給水器(90)は温水戻りライン(55)に蒸気熱交換器(31)に残留する水蒸気分に相当する水を給水する。     In the seventh aspect of the invention, when the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from heated steam to warm water, the steam side valve (40) is first closed, and then the warm water side valve (61) is opened. . After the hot water side valve (61) is opened, the water supply (90) supplies water corresponding to the water vapor remaining in the steam heat exchanger (31) to the hot water return line (55).

第8の発明は、上記第1〜第7の発明の何れか1つにおいて、上記蒸気供給ライン(34)の加熱蒸気の流れを調節する蒸気調節弁(37)と、上記温水供給ライン(53)の温水の流れを調節する温水調節弁(62)を備え、上記加熱対象の温度に基づいて上記蒸気調節弁(37)および温水調節弁(62)の開閉を調節して上記蒸気熱交換器(31)への加熱蒸気又は温水の供給を切り換える切換制御部(6)を備えている。     According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, a steam control valve (37) for adjusting a flow of heating steam in the steam supply line (34), and the hot water supply line (53 ) For controlling the flow of hot water, and adjusting the opening and closing of the steam control valve (37) and the hot water control valve (62) based on the temperature of the heating target to control the steam heat exchanger A switching control unit (6) for switching supply of heated steam or hot water to (31) is provided.

上記第8の発明では、切換制御部(6)は、加熱対象の温度に応じて蒸気熱交換器(31)への加熱蒸気又は温水の供給を切り換える。加熱対象の温度が高ければ、温水調節弁(62)を所定量開けて蒸気調節弁(37)を閉じて蒸気熱交換器(31)に必要な量の温水を供給する。また、加熱対象の温度が低ければ、温水調節弁(62)を閉じて蒸気調節弁(37)を所定量開けて蒸気熱交換器(31)に必要な量の加熱蒸気を供給する。     In the said 8th invention, a switching control part (6) switches supply of the heating steam or warm water to a steam heat exchanger (31) according to the temperature of heating object. If the temperature of the object to be heated is high, the hot water control valve (62) is opened by a predetermined amount, the steam control valve (37) is closed, and the required amount of hot water is supplied to the steam heat exchanger (31). If the temperature to be heated is low, the hot water control valve (62) is closed, the steam control valve (37) is opened by a predetermined amount, and a necessary amount of heating steam is supplied to the steam heat exchanger (31).

第9の発明は、上記第8の発明において、上記切換制御部(6)は、加熱対象の温度が下限温度(TL)未満の場合、上記温水調節弁(62)を閉め、且つ上記蒸気調節弁(37)を開けて上記蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給するよう構成されている。     In a ninth aspect based on the eighth aspect, the switching control section (6) closes the hot water regulating valve (62) and controls the steam regulation when the temperature to be heated is less than a lower limit temperature (TL). The valve (37) is opened to supply heating steam to the steam heat exchanger (31).

上記第9の発明では、加熱対象の温度が下限温度(TL)未満の場合、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給する。つまり、加熱対象の温度が下限温度(TL)未満の場合は、加熱対象を急速に加熱する必要がある。このため、蒸気熱交換器(31)において加熱対象を加熱蒸気と熱交換させて加熱し、迅速に加熱対象を加熱する。     In said 9th invention, when the temperature of heating object is less than minimum temperature (TL), heating steam is supplied to a steam heat exchanger (31). That is, when the temperature of the heating target is lower than the lower limit temperature (TL), it is necessary to heat the heating target rapidly. For this reason, in the steam heat exchanger (31), the heating target is heated by exchanging heat with the heating steam, and the heating target is quickly heated.

第10の発明は、上記第9の発明において、上記切換制御部(6)は、加熱対象の温度が上限温度(TH)よりも低い第1切換温度(T1)以上となった場合、上記温水調節弁(62)を開け、且つ上記蒸気調節弁(37)を閉じて上記蒸気熱交換器(31)に温水を供給するように構成されている。     In a tenth aspect based on the ninth aspect, the switching control section (6) is configured such that when the temperature of the heating target is equal to or higher than the first switching temperature (T1) lower than the upper limit temperature (TH), the hot water The control valve (62) is opened, and the steam control valve (37) is closed to supply hot water to the steam heat exchanger (31).

上記第10の発明では、加熱対象の温度が、加熱対象の上限温度(TH)よりも低い第1切換温度(T1)以上となった場合、蒸気熱交換器(31)に温水を供給する。つまり、加熱対象の温度が、第1切換温度(T1)以上となった場合は、加熱対象を急速に加熱する必要がない。この場合、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱に切り換わることになる。また、第1切換温度(T1)を上限温度(TH)よりも低くすることで、加熱対象温度が上限温度(TH)よりも高くなってしまうのを防止している。     In the tenth aspect of the invention, when the temperature of the heating target becomes equal to or higher than the first switching temperature (T1) lower than the upper limit temperature (TH) of the heating target, hot water is supplied to the steam heat exchanger (31). That is, when the temperature of the heating target becomes equal to or higher than the first switching temperature (T1), it is not necessary to heat the heating target rapidly. In this case, switching to hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency is performed. Moreover, it is preventing that heating object temperature will become higher than upper limit temperature (TH) by making 1st switching temperature (T1) lower than upper limit temperature (TH).

第11の発明は、上記第10の発明において、上記切換制御部(6)は、加熱対象の温度が下限温度(TL)よりも高い第2切換温度(T2)未満となって所定時間が経過した場合、上記温水調節弁(62)を閉じ、且つ上記蒸気調節弁(37)を開けて上記蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給するように構成されている。     In an eleventh aspect based on the tenth aspect, the switching control unit (6) is configured such that the temperature to be heated is lower than the second switching temperature (T2) higher than the lower limit temperature (TL) and a predetermined time has elapsed. In this case, the hot water control valve (62) is closed and the steam control valve (37) is opened to supply heating steam to the steam heat exchanger (31).

上記第11の発明では、加熱対象の温度が下限温度(TL)よりも高い第2切換温度(T2)未満となって所定時間が経過した場合、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給する。つまり、加熱対象の温度が第2切換温度(T2)よりも下がった場合、加熱対象を急速に加熱する必要がある。このため、蒸気熱交換器(31)において加熱対象を加熱蒸気と熱交換させて加熱する。こうすることで、迅速に加熱対象を加熱することができる。また、第2切換温度(T2)を下限温度(TL)よりも高くすることで、温水加熱を行うことにより、加熱対象温度が下限温度(TL)よりも低くなるのを防止している。また、加熱対象の温度が第2切換温度(T2)未満となってから所定時間を経過させるようにしたため、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を続けることができる。また、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給することで、加熱対象の温度が急激に上昇するのを防止することができる。     In the eleventh aspect of the invention, when the temperature to be heated is lower than the second switching temperature (T2) higher than the lower limit temperature (TL) and a predetermined time has elapsed, the heating steam is supplied to the steam heat exchanger (31). To do. That is, when the temperature of the heating target falls below the second switching temperature (T2), it is necessary to heat the heating target rapidly. For this reason, in the steam heat exchanger (31), the heating target is heated by exchanging heat with the heating steam. By carrying out like this, a heating object can be heated rapidly. Moreover, by making the second switching temperature (T2) higher than the lower limit temperature (TL), it is possible to prevent the heating target temperature from becoming lower than the lower limit temperature (TL) by performing hot water heating. In addition, since the predetermined time has elapsed after the temperature of the heating target becomes lower than the second switching temperature (T2), it is possible to continue the hot water heating by the heat pump (5) with good thermal efficiency. Moreover, it can prevent that the temperature of heating object rises rapidly by supplying heating steam to a steam heat exchanger (31).

第12の発明は、上記第11の発明において、上記切換制御部(6a)は、上記加熱対象の温度が上記第2切換温度(T2)未満となる前の温度低下度合いが大きいほど上記所定時間を短くするよう構成されている。     In a twelfth aspect based on the eleventh aspect, the switching control section (6a) is configured so that the degree of temperature decrease before the temperature of the heating target becomes lower than the second switching temperature (T2) increases as the predetermined time elapses. Is configured to be short.

上記第12の発明では、加熱対象の温度が第2切換温度(T2)未満となる前の温度低下度合いが大きいと、加熱対象の温度が下がり易くなる。この場合、所定時間を短くし、加熱蒸気を蒸気熱交換器(31)へ供給し易くする。一方、加熱対象の温度が第2切換温度(T2)未満となる前の温度低下度合いが小さいと、加熱対象の温度の下がりがゆるやかと判断し、所定時間を長くして、できるだけ熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を継続させるようにする。     In the twelfth aspect of the invention, if the degree of temperature decrease before the temperature of the heating target becomes less than the second switching temperature (T2) is large, the temperature of the heating target is likely to decrease. In this case, the predetermined time is shortened to facilitate supply of the heating steam to the steam heat exchanger (31). On the other hand, if the degree of temperature decrease before the temperature of the heating target becomes less than the second switching temperature (T2) is small, it is determined that the temperature of the heating target is gradually decreasing, and the predetermined time is lengthened to increase the heat efficiency as much as possible. Continue heating with hot water according to (5).

上記第1の発明によれば、蒸気生成装置(30)の加熱蒸気とヒートポンプ(5)の温水とを切り換えて蒸気熱交換器(31)に供給したため、蒸気熱交換器(31)において加熱蒸気又は温水によって加熱対象を加熱することができる。これにより、既存の蒸気加熱装置(3)に対し、ヒートポンプ(5)を利用することができる。この結果、熱交換器を新たに設置する必要がなく、新たな設備投資を出来る限り抑えつつ、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を行うことができる。     According to the first aspect of the invention, since the heating steam of the steam generating device (30) and the hot water of the heat pump (5) are switched and supplied to the steam heat exchanger (31), the heating steam is used in the steam heat exchanger (31). Alternatively, the object to be heated can be heated with warm water. Thereby, a heat pump (5) can be utilized with respect to the existing steam heating apparatus (3). As a result, it is not necessary to newly install a heat exchanger, and hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency can be performed while suppressing new equipment investment as much as possible.

上記第2の発明によれば、温水供給ライン(53)の出口端を蒸気供給ライン(34)に設けたため、蒸気供給ライン(34)を流れる加熱蒸気と温水供給ライン(53)を流れる温水を蒸気熱交換器(31)の流入側で切り換えることができる。     According to the second aspect of the invention, since the outlet end of the hot water supply line (53) is provided in the steam supply line (34), the heated steam flowing through the steam supply line (34) and the hot water flowing through the hot water supply line (53) are reduced. It can be switched on the inflow side of the steam heat exchanger (31).

上記第3の発明によれば、蒸気熱交換器(31)の流出側に温水戻りライン(55)を設けたため、蒸気熱交換器(31)に温水が供給された場合は、蒸気熱交換器(31)で熱交換した温水を温水戻りライン(55)からヒートポンプ(5)に戻すことができる。     According to the third aspect, since the warm water return line (55) is provided on the outflow side of the steam heat exchanger (31), when warm water is supplied to the steam heat exchanger (31), the steam heat exchanger The hot water heat-exchanged in (31) can be returned to the heat pump (5) from the hot water return line (55).

上記第4の発明によれば、蒸気熱交換器(31)の流出側に蒸気排出ライン(38)を設けたため、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気が供給された場合は、蒸気熱交換器(31)から排出される蒸気又は水を蒸気排出ライン(38)から排出させることができる。     According to the fourth aspect, since the steam discharge line (38) is provided on the outflow side of the steam heat exchanger (31), when the heating steam is supplied to the steam heat exchanger (31), steam heat exchange is performed. Steam or water discharged from the vessel (31) can be discharged from the steam discharge line (38).

上記第5の発明によれば、蒸気熱交換器(31)への供給を温水から加熱蒸気に切り換える際、温水側バルブ(61)を閉じてから蒸気側バルブ(40)を開けるようにしたため、温水戻りライン(55)に蒸気が混入することなく、蒸気熱交換器(31)に残った温水を加熱蒸気によって蒸気排出ライン(38)に排出することができる。     According to the fifth aspect of the invention, when the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from warm water to heated steam, the steam side valve (40) is opened after the warm water side valve (61) is closed. The hot water remaining in the steam heat exchanger (31) can be discharged to the steam discharge line (38) by the heating steam without mixing the steam in the hot water return line (55).

上記第6の発明によれば、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際、蒸気側バルブ(40)を閉じてから温水側バルブ(61)を開けるようにしたため、蒸気熱交換器(31)で熱交換した温水を蒸気排出ライン(38)から流出させることなく、確実に温水戻りライン(55)からヒートポンプ(5)に戻すことができる。     According to the sixth invention, when the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from heated steam to warm water, the steam side valve (61) is opened after the steam side valve (40) is closed. The warm water exchanged by the steam heat exchanger (31) can be reliably returned to the heat pump (5) from the warm water return line (55) without flowing out from the steam discharge line (38).

上記第7の発明によれば、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際、ヒートポンプ(5)へ給水するようにしたため、蒸気熱交換器(31)への温水の供給によるヒートポンプ(5)で加熱する場合の水不足を防止することができる。ここで、加熱蒸気供給後の蒸気熱交換器(31)に温水を供給する際、蒸気熱交換器(31)に蒸気が残っていると、温水供給ライン(53)および温水戻りライン(55)の温水が不足し、ポンプなどに気体が送られることで不具合が発生する場合がある。ところが、本発明では、温水戻りライン(55)へ給水するようにしたため、ヒートポンプ(5)で加熱する場合において温水が不足するのを防止できる。     According to the seventh aspect of the invention, when the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from the heating steam to the hot water, water is supplied to the heat pump (5), so that the hot water to the steam heat exchanger (31) is supplied. Water shortage when heating with a heat pump (5) by supply can be prevented. Here, when hot water is supplied to the steam heat exchanger (31) after supplying heated steam, if steam remains in the steam heat exchanger (31), the hot water supply line (53) and the hot water return line (55) Insufficient hot water may cause problems due to gas being sent to a pump or the like. However, in the present invention, since water is supplied to the hot water return line (55), it is possible to prevent shortage of hot water when heating with the heat pump (5).

上記第8の発明によれば、切換制御部(6)を設けたため、加熱対象の温度に応じて蒸気熱交換器(31)への温水又は加熱蒸気の供給を切り換えることができる。これにより、加熱対象の温度に応じた適切な加熱を行うことができる。この結果、工場などの温度制御システムにおいて、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を行うと共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。     According to the eighth aspect, since the switching control unit (6) is provided, the supply of hot water or heated steam to the steam heat exchanger (31) can be switched according to the temperature of the heating target. Thereby, suitable heating according to the temperature of heating object can be performed. As a result, in a temperature control system such as a factory, it is possible to perform hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency and to appropriately respond to a rapid heating request.

上記第9の発明によれば、加熱対象の温度が下限温度(TL)未満の場合、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給するようにしたため、加熱蒸気によって加熱対象を迅速に加熱することができる。これにより、工場などの温度制御システムにおいて、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を行うと共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。     According to the ninth aspect of the invention, when the temperature of the heating target is less than the lower limit temperature (TL), the heating steam is supplied to the steam heat exchanger (31), so that the heating target is rapidly heated by the heating steam. be able to. Thereby, in temperature control systems, such as a factory, while performing warm water heating with a heat pump (5) with high heat efficiency, it can respond also to a rapid heating demand appropriately.

上記第10の発明によれば、加熱対象の温度が第1切換温度(T1)以上になった場合、蒸気熱交換器(31)に温水を供給するようにしたため、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を行うことができる。また、第1切換温度(T1)を上限温度(TH)よりも低くすることで、急速な加熱が必要がなくなると、すぐに、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱に切り換わることになる。これらにより、工場などの温度制御システムにおいて、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を増やすことができると共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。     According to the tenth aspect of the invention, when the temperature to be heated is equal to or higher than the first switching temperature (T1), the hot water is supplied to the steam heat exchanger (31). Can be heated with hot water. In addition, by setting the first switching temperature (T1) lower than the upper limit temperature (TH), when rapid heating is no longer necessary, it is immediately switched to hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency. . As a result, in a temperature control system such as a factory, it is possible to increase hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency, and it is also possible to appropriately respond to rapid heating demands.

上記第11の発明によれば、加熱対象の温度が下限温度(TL)よりも高い第2切換温度(T2)未満となって所定時間が経過した場合、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給するようにしたため、加熱蒸気によって加熱対象を迅速に加熱することができる。また、第2切換温度(T2)を下限温度(TL)よりも高くすることで、温水で加熱を続けることにより加熱対象温度が下限温度(TL)よりも低くなるのを防止することができる。また、所定時間を経過させるようにしたため、過度的な温度低下によってすぐに加熱蒸気の供給に切り換えることがなくなり、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を継続させることができる。また、第2切換温度(T2)未満となった直後に蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給することで、加熱対象が急激に温度上昇するのを防止することができる。これらにより、工場などの温度制御システムにおいて、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を増やすことができると共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。     According to the eleventh aspect, when the temperature to be heated is lower than the second switching temperature (T2) higher than the lower limit temperature (TL) and a predetermined time has elapsed, the steam is supplied to the steam heat exchanger (31). Therefore, the object to be heated can be quickly heated by the heating steam. Moreover, it can prevent that heating object temperature becomes lower than minimum temperature (TL) by continuing heating with warm water by making 2nd switching temperature (T2) higher than minimum temperature (TL). Further, since the predetermined time has elapsed, it is not necessary to immediately switch to supply of heated steam due to an excessive temperature drop, and hot water heating by the heat pump (5) with good thermal efficiency can be continued. Further, by supplying the heating steam to the steam heat exchanger (31) immediately after the temperature becomes lower than the second switching temperature (T2), it is possible to prevent the temperature of the heating target from rapidly increasing. As a result, in a temperature control system such as a factory, it is possible to increase hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency, and it is also possible to appropriately respond to rapid heating demands.

上記第12の発明によれば、加熱対象の温度が第2切換温度(T2)未満となる前の温度低下度合いが大きいほど所定時間を短くしたため、加熱対象の温度低下度合いが大きい場合、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給して迅速に加熱対象を加熱することができる。一方、加熱対象の温度低下度合いが小さい場合に蒸気熱交換器(31)への温水供給を継続することができる。これらにより、工場などの温度制御システムにおいて、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を増やすことができると共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。     According to the twelfth aspect, the predetermined time is shortened as the degree of temperature decrease before the temperature of the heating target becomes lower than the second switching temperature (T2). Heating steam can be supplied to the exchanger (31) to quickly heat the object to be heated. On the other hand, when the temperature decrease degree of the heating target is small, the supply of hot water to the steam heat exchanger (31) can be continued. As a result, in a temperature control system such as a factory, it is possible to increase hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency, and it is also possible to appropriately respond to rapid heating demands.

本実施形態1に係る温度制御設備を示す配管系統図である。It is a piping system diagram showing temperature control equipment according to the first embodiment. 本実施形態1に係るヒートポンプを示す配管系統図である。It is a piping system diagram showing the heat pump according to the first embodiment. 本実施形態2に係る温度制御設備の温水供給を示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the hot water supply of the temperature control equipment which concerns on this Embodiment 2. 本実施形態2に係る温度制御設備の加熱蒸気供給を示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the heating steam supply of the temperature control equipment which concerns on this Embodiment 2. 本実施形態2に係る切換制御を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the switching control which concerns on this Embodiment 2. 本実施形態2に係る恒温槽内の水温の推移を示すグラフである。It is a graph which shows transition of the water temperature in the thermostat which concerns on this Embodiment 2. FIG. 本実施形態3に係る温度制御設備を示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the temperature control installation which concerns on this Embodiment 3. その他の実施形態に係る温度制御設備を示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the temperature control installation which concerns on other embodiment. 従来例に係る温度制御設備を示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the temperature control equipment which concerns on a prior art example.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。     Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〈発明の実施形態1〉
本実施形態1は、図1に示すように、工場内の温度制御設備(1)に対して、本発明の温度制御システムを適用したものである。この温度制御設備(1)は、製品の製造装置(2)と、蒸気加熱装置(3)と、ヒートポンプ(5)と、給水器(90)とを備えている。尚、製造装置(2)で製造される製品は例示であって、これに限られるものではない。
<Embodiment 1>
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the temperature control system of the present invention is applied to a temperature control facility (1) in a factory. The temperature control facility (1) includes a product manufacturing device (2), a steam heating device (3), a heat pump (5), and a water supply device (90). In addition, the product manufactured with the manufacturing apparatus (2) is an illustration, Comprising: It is not restricted to this.

(製造装置の構成)
上記製造装置(2)は、製品となる前の半製品(7)を洗浄および皮膜するための一連の装置である。製造装置(2)は、半製品(7)を水平移動(図1では右から左)させる移動装置(図示なし)と、第1〜第6ユニット(11〜16)を備えている。移動装置は、例示としてベルトコンベアで構成されている。
(Configuration of manufacturing equipment)
The manufacturing apparatus (2) is a series of apparatuses for cleaning and coating the semi-finished product (7) before becoming a product. The manufacturing apparatus (2) includes a moving device (not shown) that horizontally moves the semi-finished product (7) (from right to left in FIG. 1), and first to sixth units (11 to 16). The moving device is configured by a belt conveyor as an example.

上記各ユニット(11〜16)は、恒温槽(17)と、吸水管(18)と、吸水ポンプ(19)と、噴霧器(20)と、配水管(21)とを備えている。各ユニット(11〜16)は、図1の右から左に向かって第1ユニット(11)、第6ユニット(16)、第2ユニット(12)、第3ユニット(13)、第4ユニット(14)、第5ユニット(15)の順に配置されている。第1ユニット(11)は半製品(7)を脱脂する工程に使用され、第6ユニット(16)は半製品を水洗いする工程に使用され、第2ユニット(12)は半製品(7)を第1湯洗する工程に使用され、第3ユニット(13)は半製品(7)を第2湯洗する工程に使用され、第4ユニット(14)は半製品(7)を第3湯洗する工程に使用され、第5ユニット(15)は半製品(7)を皮膜する工程に使用される。     Each said unit (11-16) is provided with the thermostat (17), the water absorption pipe (18), the water absorption pump (19), the sprayer (20), and the water distribution pipe (21). Each unit (11 to 16) includes a first unit (11), a sixth unit (16), a second unit (12), a third unit (13), a fourth unit (from the right to the left in FIG. 14) and the fifth unit (15). The first unit (11) is used for degreasing the semi-finished product (7), the sixth unit (16) is used for washing the semi-finished product with water, and the second unit (12) is used for washing the semi-finished product (7). Used in the first hot water washing process, the third unit (13) is used in the second hot water washing process of the semi-finished product (7), and the fourth unit (14) is used in the third hot water washing process of the semi-finished product (7). The fifth unit (15) is used for coating the semi-finished product (7).

上記恒温槽(17)は、本発明に係る加熱対象を構成する水が貯留されている。また、第1〜第5ユニット(11〜15)の恒温槽(17)には、その内部に後述する蒸気熱交換器(31)が配置されている。蒸気熱交換器(31)が配置された恒温槽(17)では、貯留された水が蒸気熱交換器(31)を流れる加熱流体と熱交換することで、約55℃程度まで加熱される。尚、本発明に係る加熱対象は、水に限られるものではない。     The thermostat (17) stores water that constitutes a heating target according to the present invention. Moreover, the steam heat exchanger (31) mentioned later is arrange | positioned at the thermostat (17) of a 1st-5th unit (11-15) in the inside. In the thermostat (17) in which the steam heat exchanger (31) is disposed, the stored water is heated to about 55 ° C. by exchanging heat with the heating fluid flowing through the steam heat exchanger (31). In addition, the heating object which concerns on this invention is not restricted to water.

上記吸水管(18)は、一端が恒温槽(17)の内部に開口する一方、他端が恒温槽(17)から上方に延びて噴霧器(20)に取り付けられている。吸水管(18)には、吸水ポンプ(19)が設けられている。上記噴霧器(20)は、吸水管(18)の他端に取り付けられる。噴霧器(20)の噴霧口は、下方に向けられる。上記恒温槽(17)内で生成された温水又は水は、吸水ポンプ(19)によって吸水管(18)に送られた後、噴霧器(20)から半製品(7)に向かって噴霧される。     One end of the water absorption pipe (18) opens into the thermostat (17), and the other end extends upward from the thermostat (17) and is attached to the sprayer (20). The water absorption pipe (18) is provided with a water absorption pump (19). The sprayer (20) is attached to the other end of the water absorption pipe (18). The spray port of the sprayer (20) is directed downward. The warm water or water generated in the thermostatic bath (17) is sent to the water absorption pipe (18) by the water absorption pump (19) and then sprayed from the sprayer (20) toward the semi-finished product (7).

(蒸気加熱装置の構成)
上記蒸気加熱装置(3)は、ボイラ(30)と、蒸気供給ライン(34)と、5台の蒸気熱交換器(31)と、蒸気排出ライン(38)と、蒸気トラップ(39)とを備えている。
(Configuration of steam heating device)
The steam heating device (3) includes a boiler (30), a steam supply line (34), five steam heat exchangers (31), a steam discharge line (38), and a steam trap (39). I have.

上記ボイラ(30)は、高温蒸気を生成する蒸気発生手段を構成している。本実施形態1では、約150℃の高温蒸気を生成するよう構成されている。蒸気供給ライン(34)は、入口端がボイラ(30)に接続される一方、出口端が5つの蒸気管(36〜36)に分岐している。蒸気供給ライン(34)には、蒸気弁(35)が設けられ、各蒸気管(36〜36)には、蒸気流量制御弁(37)が設けられている。各蒸気管(36)の出口端は、蒸気熱交換器(31)に接続されている。     The boiler (30) constitutes steam generating means for generating high temperature steam. In this Embodiment 1, it is comprised so that about 150 degreeC high temperature steam may be produced | generated. The steam supply line (34) has an inlet end connected to the boiler (30), and an outlet end branched into five steam pipes (36 to 36). The steam supply line (34) is provided with a steam valve (35), and each steam pipe (36-36) is provided with a steam flow rate control valve (37). The outlet end of each steam pipe (36) is connected to the steam heat exchanger (31).

上記蒸気流量制御弁(37)は、全閉可能で且つ開度調節可能な弁に構成されている。蒸気流量制御弁(37)は、各蒸気管(36)を流れる加熱蒸気の流量を調節している。尚、蒸気流量制御弁(37)は、本発明に係る蒸気調節弁を構成している。     The steam flow control valve (37) is configured as a valve that can be fully closed and whose opening can be adjusted. The steam flow control valve (37) adjusts the flow rate of the heating steam flowing through each steam pipe (36). The steam flow control valve (37) constitutes a steam control valve according to the present invention.

上記各蒸気熱交換器(31〜31)は、それぞれ第1〜第5ユニット(11〜15)の恒温槽(17)に配置されている。各蒸気熱交換器(31)は、2つのヘッダ(32,32)と多数の伝熱管(33)とを備え、恒温槽(17)内で起立して配置されている。     Each said steam heat exchanger (31-31) is arrange | positioned at the thermostat (17) of the 1st-5th unit (11-15), respectively. Each steam heat exchanger (31) includes two headers (32, 32) and a large number of heat transfer tubes (33), and is arranged upright in a thermostatic chamber (17).

各ヘッダ(32,32)は、中空の細長い管状に形成されている。各ヘッダ(32,32)は、互いに間隔をあけ、それぞれの軸方向が鉛直方向となるように上下に延びている。一方のヘッダ(32)には蒸気管(36)の出口端が接続され、他方のヘッダ(32)には蒸気排出ライン(38)の入口端が接続されている。     Each header (32, 32) is formed in a hollow elongated tubular shape. The headers (32, 32) are spaced apart from each other and extend vertically so that their axial directions are in the vertical direction. The outlet end of the steam pipe (36) is connected to one header (32), and the inlet end of the steam discharge line (38) is connected to the other header (32).

上記伝熱管(33)は、その断面形状が円形あるいは矩形となっている伝熱管である。複数の伝熱管(33)は、その伸長方向が左右方向となり、その両端部がヘッダ(32,32)の側面に挿入されている。     The heat transfer tube (33) is a heat transfer tube having a circular or rectangular cross-sectional shape. The plurality of heat transfer tubes (33) are extended in the left-right direction, and both end portions thereof are inserted into the side surfaces of the headers (32, 32).

蒸気熱交換器(31)には、蒸気流量制御弁(37)および後述する水流量制御弁(62)を調節することで、加熱蒸気又は温水の何れか一方が供給されることになる。蒸気熱交換器(31)に蒸気が供給された場合、恒温槽(17)に貯留された水と伝熱管(33)を流れる加熱蒸気との間で熱交換が行われ、貯留された水が加熱される。一方、蒸気熱交換器(31)に温水が供給された場合、恒温槽(17)に貯留された水と伝熱管(33)を流れる温水との間で熱交換が行われ、貯留された水が加熱される。     The steam heat exchanger (31) is supplied with either heated steam or hot water by adjusting the steam flow rate control valve (37) and a water flow rate control valve (62) described later. When steam is supplied to the steam heat exchanger (31), heat is exchanged between the water stored in the thermostat (17) and the heated steam flowing through the heat transfer pipe (33). Heated. On the other hand, when hot water is supplied to the steam heat exchanger (31), heat is exchanged between the water stored in the thermostat (17) and the hot water flowing through the heat transfer pipe (33). Is heated.

上記蒸気排出ライン(38)は、その入口端が蒸気熱交換器(31)に接続される一方、その出口端が蒸気トラップ(39)に接続されている。蒸気排出ライン(38)には、フィルタ(60)と、蒸気側バルブ(40)が設けられている。蒸気側バルブ(40)は、電気式のバルブに構成されている。フィルタ(60)は、蒸気熱交換器(31)のコンタミ(錆など)を回収するためのものである。     The steam discharge line (38) has an inlet end connected to the steam heat exchanger (31), and an outlet end connected to the steam trap (39). The steam discharge line (38) is provided with a filter (60) and a steam side valve (40). The steam side valve (40) is configured as an electric valve. The filter (60) is for recovering contamination (such as rust) of the steam heat exchanger (31).

上記蒸気トラップ(39)は、上記蒸気熱交換器(31)から排出される際に液化せずに残った加熱蒸気の潜熱を回収するものである。蒸気トラップ(39)は、蒸気排出ライン(38)の出口端に接続されている。蒸気トラップ(39)は、セパレータ・トラップに構成されている。この蒸気トラップ(39)では、残ったドレン水のみが排出される。     The steam trap (39) recovers the latent heat of the heated steam that remains without being liquefied when discharged from the steam heat exchanger (31). The steam trap (39) is connected to the outlet end of the steam discharge line (38). The steam trap (39) is configured as a separator trap. In this steam trap (39), only the remaining drain water is discharged.

(ヒートポンプの構成)
上記ヒートポンプ(5)は、図2に示すように、熱媒回路(50)と冷媒回路(70)とを備えている。
(Configuration of heat pump)
As shown in FIG. 2, the heat pump (5) includes a heat medium circuit (50) and a refrigerant circuit (70).

上記熱媒回路(50)には、入口端から出口端へ向かって順に、ポンプ(51)と、放熱器(79)と蒸気熱交換器(31)とが設けられている。放熱器(79)と蒸気熱交換器(31)との間は、温水供給ライン(53)および温水戻りライン(55)によって接続されている。熱媒回路(50)では、ポンプ(51)によって送り出された水が、温水戻りライン(55)を流通して放熱器(79)を通過し、温水供給ライン(53)を流通して蒸気熱交換器(31)で熱交換し、再び温水戻りライン(55)から戻ってくるように構成されている。尚、放熱器(79)は、冷媒回路(70)に接続されている。     The heat medium circuit (50) is provided with a pump (51), a radiator (79), and a steam heat exchanger (31) in order from the inlet end to the outlet end. The radiator (79) and the steam heat exchanger (31) are connected by a hot water supply line (53) and a hot water return line (55). In the heat medium circuit (50), the water sent out by the pump (51) flows through the hot water return line (55), passes through the radiator (79), and flows through the hot water supply line (53) to generate steam heat. Heat is exchanged by the exchanger (31), and it is configured to return again from the hot water return line (55). The radiator (79) is connected to the refrigerant circuit (70).

上記温水供給ライン(53)は、その入口端が放熱器(79)の出口端に接続される一方、その出口側が5つの温水管(54〜54)に分岐している。温水管(54)の出口端は、蒸気管(36)における蒸気熱交換器(31)と蒸気流量制御弁(37)との間に接続されている。各温水管(54)には、それぞれに水流量制御弁(62)が設けられている。この水流量制御弁(62)は、全閉可能で且つ開度調節可能な弁に構成されている。水流量制御弁(62)は、温水管(54)を流れる温水の流量を制御している。尚、水流量制御弁(62)は、本発明に係る温水調節弁を構成している。     The inlet end of the hot water supply line (53) is connected to the outlet end of the radiator (79), while the outlet side branches to five hot water pipes (54 to 54). The outlet end of the hot water pipe (54) is connected between the steam heat exchanger (31) and the steam flow control valve (37) in the steam pipe (36). Each hot water pipe (54) is provided with a water flow control valve (62). This water flow rate control valve (62) is configured as a valve that can be fully closed and whose opening degree can be adjusted. The water flow rate control valve (62) controls the flow rate of hot water flowing through the hot water pipe (54). The water flow control valve (62) constitutes a hot water control valve according to the present invention.

上記温水戻りライン(55)は、その出口端が放熱器(79)に接続される一方、その入口端が5つの復温水管(56〜56)に分岐している。温水戻りライン(55)には、エアパージ(57)と、圧力センサ(58)と、逆止弁(59)と、ポンプ(51)とが設けられている。上記復温水管(56)の入口端は、蒸気排出ライン(38)における蒸気熱交換器(31)と蒸気側バルブ(40)との間に接続されている。各復温水管(56)には、温水側バルブ(61)が設けられている。温水側バルブ(61)は、電気式のバルブに構成されている。     The outlet end of the hot water return line (55) is connected to the radiator (79), while the inlet end branches to five reheated water pipes (56 to 56). The hot water return line (55) is provided with an air purge (57), a pressure sensor (58), a check valve (59), and a pump (51). The inlet end of the recuperated water pipe (56) is connected between the steam heat exchanger (31) and the steam side valve (40) in the steam discharge line (38). Each recuperated water pipe (56) is provided with a hot water side valve (61). The hot water side valve (61) is configured as an electric valve.

上記給水器(90)は、給水管(91)と給水バルブ(92)と逆止弁(93)とを備えている。給水管(91)は、出口端が温水戻りライン(55)のポンプ(51)の吸入側に接続されている。給水バルブ(92)が開かれると、吸水管(18)から温水戻りライン(55)に水(市水)が供給される。給水バルブ(92)は、電気式のバルブに構成されている。     The water supply device (90) includes a water supply pipe (91), a water supply valve (92), and a check valve (93). The outlet of the water supply pipe (91) is connected to the suction side of the pump (51) of the hot water return line (55). When the water supply valve (92) is opened, water (city water) is supplied from the water suction pipe (18) to the hot water return line (55). The water supply valve (92) is an electric valve.

(冷媒回路)
上記冷媒回路(70)には、低段圧縮機(71)と、高段圧縮機(72)と、放熱器(79)と、膨張弁(73)と、蒸発器(80)と、過冷却熱交換器(74)と、インジェクション通路(77)とが接続されるとともに、蒸発器(80)に熱源水を送る熱源管(81)が接続されている。この冷媒回路(70)は、二酸化炭素やフロン系冷媒が充填された閉回路であり、この冷媒回路(70)は、冷媒を循環させることによって蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。尚、冷媒回路(70)には、臨界温度が100℃を大きく超える冷媒(例えば、R245fa)などを用いるようにしてもよい。
(Refrigerant circuit)
The refrigerant circuit (70) includes a low stage compressor (71), a high stage compressor (72), a radiator (79), an expansion valve (73), an evaporator (80), a supercooling A heat exchanger (74) and an injection passage (77) are connected, and a heat source pipe (81) for sending heat source water to the evaporator (80) is connected. The refrigerant circuit (70) is a closed circuit filled with carbon dioxide or a fluorocarbon refrigerant, and the refrigerant circuit (70) performs a vapor compression refrigeration cycle by circulating the refrigerant. In addition, you may make it use the refrigerant | coolant (for example, R245fa) etc. whose critical temperature greatly exceeds 100 degreeC for a refrigerant circuit (70).

上記冷媒回路(70)では、高段圧縮機(72)の吐出側が放熱器(79)に接続され、低段圧縮機(71)の吸入側は蒸発器(80)に接続されている。また、放熱器(79)と蒸発器(80)との間に過冷却熱交換器(74)と膨張弁(73)とが配置されている。     In the refrigerant circuit (70), the discharge side of the high stage compressor (72) is connected to the radiator (79), and the suction side of the low stage compressor (71) is connected to the evaporator (80). A supercooling heat exchanger (74) and an expansion valve (73) are disposed between the radiator (79) and the evaporator (80).

上記高段圧縮機(72)および低段圧縮機(71)は、図示はしないが、全密閉型で構成され、圧縮部とその圧縮部を回転駆動するモータとを収容したケーシングを備えている。ケーシング内は吸入圧力の雰囲気になる、いわゆる低圧ドーム型に構成されている。つまり、各圧縮機(71,72)では、吸入冷媒がケーシング内に流入し、圧縮部で圧縮された冷媒がケーシング内に流出することなく、ケーシング外へ直接吐出される。各圧縮機(71,72)は、運転回転数が可変に構成されている。両圧縮機(71,72)は、互いに直列に接続されて冷媒を二段圧縮するものであり、冷媒の圧縮機構を構成している。     Although not shown, the high-stage compressor (72) and the low-stage compressor (71) are configured in a completely hermetic type and include a casing that houses a compression section and a motor that rotationally drives the compression section. . The inside of the casing is configured as a so-called low-pressure dome shape in which an atmosphere of suction pressure is obtained. That is, in each compressor (71, 72), the suction refrigerant flows into the casing, and the refrigerant compressed by the compression unit is directly discharged out of the casing without flowing out into the casing. Each compressor (71, 72) is configured to have a variable operating speed. Both compressors (71, 72) are connected in series to compress the refrigerant in two stages and constitute a refrigerant compression mechanism.

上記蒸発器(80)は、いわゆるプレート式熱交換器により構成されており、互いに仕切られた水流路(80a)と冷媒流路(80b)とを備えている。蒸発器(80)は、水流路(80a)の流体と冷媒流路(80b)の流体との間で熱交換を行うことができるように構成されている。蒸発器(80)では、水流路(80a)が上記熱源管(81)の途中に接続され、冷媒流路(80b)には入口端に膨張弁(73)が接続される一方、出口端に低段圧縮機(71)の吸入側が接続される。     The evaporator (80) is a so-called plate heat exchanger, and includes a water flow path (80a) and a refrigerant flow path (80b) that are partitioned from each other. The evaporator (80) is configured to be able to exchange heat between the fluid in the water channel (80a) and the fluid in the refrigerant channel (80b). In the evaporator (80), the water flow path (80a) is connected in the middle of the heat source pipe (81), and the refrigerant flow path (80b) is connected to the expansion valve (73) at the inlet end, while at the outlet end. The suction side of the low stage compressor (71) is connected.

上記放熱器(79)は、いわゆるプレート式熱交換器により構成されており、互いに仕切られた水流路(79a)と冷媒流路(79b)とを備えている。放熱器(79)は、水流路(79a)の流体と冷媒流路(79b)の流体との間で熱交換を行うことができるように構成されている。     The radiator (79) is configured by a so-called plate heat exchanger, and includes a water channel (79a) and a refrigerant channel (79b) that are partitioned from each other. The radiator (79) is configured to be able to exchange heat between the fluid in the water channel (79a) and the fluid in the refrigerant channel (79b).

上記水流路(79a)は、その入口端が上記熱媒回路(50)の温水戻りライン(55)に接続されていて、蒸気熱交換器(31)で熱交換した温水が流入するようになっている。また、水流路(79a)は、その出口端が上記熱媒回路(50)の温水供給ライン(53)に接続されていて、放熱器(79)で熱交換されて加熱された水(温水)が流出するようになっている。上記冷媒流路(79b)は冷媒回路(70)に接続され、高段圧縮機(72)の吐出側に配置されて、高段圧縮機(72)から吐出された高温高圧の冷媒が流入するようになっている。     The water flow path (79a) has an inlet end connected to the hot water return line (55) of the heat medium circuit (50), so that hot water heat-exchanged by the steam heat exchanger (31) flows in. ing. The outlet of the water channel (79a) is connected to the hot water supply line (53) of the heat medium circuit (50), and heat is exchanged by the radiator (79) and heated (hot water). Is coming out. The refrigerant flow path (79b) is connected to the refrigerant circuit (70) and is disposed on the discharge side of the high-stage compressor (72) so that high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the high-stage compressor (72) flows in. It is like that.

放熱器(79)では、高段圧縮機(72)、低段圧縮機(71)及びポンプ(51)をそれぞれ運転させることによって、冷媒流路(79b)を流れる冷媒が水流路(79a)を流れる水に対して放熱し、水流路(79a)を流れる水が加熱され、蒸気熱交換器(31)に温水を供給している。     In the radiator (79), the high-stage compressor (72), the low-stage compressor (71), and the pump (51) are operated, so that the refrigerant flowing through the refrigerant flow path (79b) passes through the water flow path (79a). Heat is radiated to the flowing water, the water flowing through the water flow path (79a) is heated, and hot water is supplied to the steam heat exchanger (31).

インジェクション通路(77)は、入口端が放熱器(79)と過冷却熱交換器(74)との間に接続され、出口端が低段圧縮機(71)と高段圧縮機(72)との間に接続されている。インジェクション通路(77)には過冷却弁(78)が設けられている。過冷却弁(78)は、通過する冷媒を減圧すると共に、インジェクション通路(77)を通過する冷媒流量を調節するものである。     The injection passage (77) has an inlet end connected between the radiator (79) and the supercooling heat exchanger (74), and an outlet end connected to the low stage compressor (71) and the high stage compressor (72). Connected between. A supercooling valve (78) is provided in the injection passage (77). The supercooling valve (78) adjusts the flow rate of the refrigerant passing through the injection passage (77) while reducing the pressure of the refrigerant passing therethrough.

過冷却熱交換器(74)は、第1流路(75)と第2流路(76)とを備えている。第1流路(75)は、入口端が放熱器(79)の出口端に接続され、出口端が膨張弁(73)に接続されている。第2流路(76)は、インジェクション通路(77)の途中に接続されている。過冷却熱交換器(74)では、第1流路(75)を流れる高圧冷媒と、過冷却弁(78)で減圧されて第2流路(76)を流れる中間圧冷媒との間で熱交換が行われ、第1流路(75)を流れる高圧冷媒が過冷却される。尚、第2流路(76)を流出した中間圧冷媒は、高段圧縮機(72)の吸入側にインジェクションされる。     The supercooling heat exchanger (74) includes a first channel (75) and a second channel (76). The first channel (75) has an inlet end connected to the outlet end of the radiator (79) and an outlet end connected to the expansion valve (73). The second flow path (76) is connected in the middle of the injection passage (77). In the supercooling heat exchanger (74), heat is generated between the high-pressure refrigerant flowing through the first flow path (75) and the intermediate-pressure refrigerant depressurized by the supercooling valve (78) and flowing through the second flow path (76). Exchange is performed, and the high-pressure refrigerant flowing through the first flow path (75) is supercooled. The intermediate pressure refrigerant that has flowed out of the second flow path (76) is injected into the suction side of the high-stage compressor (72).

−運転動作−
次に、本実施形態1に係る温度制御設備(1)の動作について説明する。本実施形態1に係る温度制御設備(1)では、加熱蒸気に代えて、ヒートポンプ(5)の温水によって恒温槽(17)の水が加熱される。このとき、水流量制御弁(62)は開かれ、蒸気弁(35)および蒸気流量制御弁(37)は閉じられ、蒸気側バルブ(40)は閉じられ、温水側バルブ(61)は開かれている。尚、図1における太線は温水の流れを示している。
-Driving action-
Next, the operation of the temperature control facility (1) according to the first embodiment will be described. In the temperature control facility (1) according to the first embodiment, the water in the thermostatic bath (17) is heated by the hot water of the heat pump (5) instead of the heating steam. At this time, the water flow control valve (62) is opened, the steam valve (35) and the steam flow control valve (37) are closed, the steam side valve (40) is closed, and the hot water side valve (61) is opened. ing. In addition, the thick line in FIG. 1 has shown the flow of warm water.

(ヒートポンプの運転動作)
まず、冷媒回路(70)では、高段圧縮機(72)から吐出された高温高圧の冷媒が放熱器(79)の冷媒流路(79b)へ流入し、水流路(79a)を流れる水に対して放熱する。放熱器(79)で放熱した高圧冷媒は、一部がインジェクション通路(77)に分岐して過冷却弁(78)で減圧された後、過冷却熱交換器(74)の第2流路(76)に流入する一方、残りが過冷却熱交換器(74)の第1流路(75)に流入する。
(Heat pump operation)
First, in the refrigerant circuit (70), the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the high-stage compressor (72) flows into the refrigerant channel (79b) of the radiator (79) and flows into the water flowing through the water channel (79a). Dissipate heat. The high-pressure refrigerant radiated by the radiator (79) partially branches into the injection passage (77) and is depressurized by the supercooling valve (78), and then the second flow path ( 76) while the remainder flows into the first flow path (75) of the supercooling heat exchanger (74).

過冷却熱交換器(74)では、第1流路(75)の高圧冷媒と第2流路(76)の中間圧冷媒との間で熱交換が行われ、第1流路(75)の高圧冷媒が過冷却される。第2流路(76)を流出した中間圧冷媒は、高段圧縮機(72)に吸入される。     In the supercooling heat exchanger (74), heat is exchanged between the high-pressure refrigerant in the first flow path (75) and the intermediate-pressure refrigerant in the second flow path (76), and the first flow path (75) The high pressure refrigerant is supercooled. The intermediate pressure refrigerant that has flowed out of the second flow path (76) is sucked into the high-stage compressor (72).

過冷却熱交換器(74)の第1流路(75)を流出した高圧冷媒は、膨張弁(73)を通過する際に減圧されて低圧冷媒となり、蒸発器(80)へ送られ、熱源水から吸熱して蒸発する。蒸発器(80)から流出した低圧のガス冷媒は、低段圧縮機(71)へ吸入される。低段圧縮機(71)は吸入した冷媒を中間圧まで圧縮し、その後、この冷媒は高段圧縮機(72)へ吐出される。高段圧縮機(72)は、吸入した冷媒を高圧まで圧縮し、放熱器(79)の冷媒流路(79b)へ吐出する。     The high-pressure refrigerant that has flowed out of the first flow path (75) of the supercooling heat exchanger (74) is reduced in pressure when passing through the expansion valve (73), becomes low-pressure refrigerant, is sent to the evaporator (80), and is used as a heat source. It absorbs heat from water and evaporates. The low-pressure gas refrigerant that has flowed out of the evaporator (80) is sucked into the low-stage compressor (71). The low-stage compressor (71) compresses the sucked refrigerant to an intermediate pressure, and then the refrigerant is discharged to the high-stage compressor (72). The high stage compressor (72) compresses the sucked refrigerant to a high pressure and discharges the refrigerant to the refrigerant flow path (79b) of the radiator (79).

次に、熱媒回路(50)の動作について説明する。熱媒回路(50)を流れる水は、放熱器(79)に流入し、冷媒流路(79b)を流れる高温の冷媒によって加熱されて高温水となる。この水流路(79a)で加熱された水は、ポンプ(51)によって温水供給ライン(53)に供給される。     Next, the operation of the heat medium circuit (50) will be described. The water flowing through the heat medium circuit (50) flows into the radiator (79) and is heated by the high-temperature refrigerant flowing through the refrigerant channel (79b) to become high-temperature water. The water heated in the water channel (79a) is supplied to the hot water supply line (53) by the pump (51).

温水供給ライン(53)に温水が供給されると、温水供給ライン(53)を流れる高温水は、各温水管(54)へ分岐し、それぞれの水流量制御弁(62)を通過し、蒸気管(36)を経て各蒸気熱交換器(31)に供給される。     When hot water is supplied to the hot water supply line (53), the hot water flowing through the hot water supply line (53) branches to each hot water pipe (54), passes through the respective water flow control valves (62), and steam It is supplied to each steam heat exchanger (31) via a pipe (36).

そして、各恒温槽(17)の水と各蒸気熱交換器(31)を流れる温水との間で熱交換が行われ、恒温槽(17)内の水が加熱される。各恒温槽(17)の水温が中心温度(TM)である55℃まで加熱されると、恒温槽(17)内の温水は、吸水ポンプ(19)によって吸水管(18)に送られ噴霧器(20)から半製品(7)に向けて噴霧される。     And heat exchange is performed between the water of each thermostat (17) and the warm water which flows through each steam heat exchanger (31), and the water in a thermostat (17) is heated. When the water temperature of each thermostat (17) is heated to 55 ° C., which is the central temperature (TM), the hot water in the thermostat (17) is sent to the water absorption pipe (18) by the water absorption pump (19) and sprayer ( Sprayed from 20) toward semi-finished product (7).

一方、蒸気熱交換器(31)を通過した温水は、それぞれの復温水管(56)に流出し、温水戻りライン(55)で集合し、ポンプ(51)によってヒートポンプ(5)に回収される。     On the other hand, the hot water that has passed through the steam heat exchanger (31) flows out to the respective condensate water pipes (56), collects in the hot water return line (55), and is recovered by the pump (51) to the heat pump (5). .

(温水から蒸気への切換動作)
次に、蒸気熱交換器(31)に対する温水供給を停止し、蒸気供給に切り換える場合について説明する。尚、蒸気熱交換器(31)の蒸気供給は、5台の蒸気熱交換器(31)のすべてについて行ってもよいし、何れか1台ごとに行ってもよい。
(Switching operation from hot water to steam)
Next, the case where hot water supply to the steam heat exchanger (31) is stopped and switched to steam supply will be described. Note that the steam supply of the steam heat exchanger (31) may be performed for all of the five steam heat exchangers (31), or may be performed for any one of the steam heat exchangers (31).

蒸気熱交換器(31)に対する供給を温水から蒸気に切り換える場合、まず、温水側バルブ(61)を閉じ、次に、水流量制御弁(62)を閉じて蒸気熱交換器(31)に対する温水の供給を停止する。その後、蒸気側バルブ(40)を開ける。その後、蒸気管(36)の蒸気流量制御弁(37)を開ける。こうすると、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気が流れ込むことで、蒸気熱交換器(31)に溜まった温水が蒸気によって押し出され、蒸気排出ライン(38)を流れて蒸気トラップ(39)に流れる。蒸気トラップ(39)に流れた温水は、ドレン水として排出される。尚、このときの弁やバルブの切換動作は手動で行ってもよいし、自動で行うようにしてもよい。     When switching the supply to the steam heat exchanger (31) from warm water to steam, first close the warm water side valve (61) and then close the water flow control valve (62) to warm water to the steam heat exchanger (31). Stop supplying. Thereafter, the steam side valve (40) is opened. Thereafter, the steam flow control valve (37) of the steam pipe (36) is opened. In this way, the heated steam flows into the steam heat exchanger (31), so that the hot water accumulated in the steam heat exchanger (31) is pushed out by the steam and flows through the steam discharge line (38) to the steam trap (39). Flowing. The hot water that has flowed to the steam trap (39) is discharged as drain water. Note that the valve and valve switching operation at this time may be performed manually or automatically.

(蒸気から温水への切換動作)
次に、蒸気熱交換器(31)に対して蒸気供給を停止し、温水供給へ切り換える場合について説明する。尚、蒸気熱交換器(31)への温水供給は、5台の蒸気熱交換器(31)のすべてに行ってもよいし、何れか1台ごとに行ってもよい。
(Switching operation from steam to hot water)
Next, the case where steam supply to the steam heat exchanger (31) is stopped and switched to hot water supply will be described. The hot water supply to the steam heat exchanger (31) may be performed for all of the five steam heat exchangers (31), or may be performed for any one of them.

蒸気熱交換器(31)に対する供給を蒸気から温水に切り換える場合、まず、蒸気側バルブ(40)を閉じ、次に、蒸気流量制御弁(37)を閉じて蒸気熱交換器(31)に対する蒸気の供給を停止する。その後、温水管(54)の水流量制御弁(62)の制御を開始すると共に、温水側バルブ(61)を開ける。温水管(54)の水流量制御弁(62)を開けると、蒸気熱交換器(31)に温水供給が行われる。温水側バルブ(61)を開けた後、給水バルブ(92)を開ける。給水バルブ(92)を開けると、給水管(91)から温水戻りライン(55)に給水が開始され、熱媒回路(50)に給水される。ここで、加熱蒸気供給後の蒸気熱交換器(31)に温水を供給する際、蒸気熱交換器(31)に蒸気が残っていると、温水供給ライン(53)および温水戻りライン(55)の温水が不足し、ポンプ(51)に気体が送られることで不具合が発生する場合がある。ところが、本実施形態では、温水戻りライン(55)へ給水するようにしたため、ヒートポンプ(5)で温水加熱する場合において温水が不足するのを防止できる。このため、ポンプ(51)に気体が送られることがない。     When switching the supply to the steam heat exchanger (31) from steam to hot water, first the steam side valve (40) is closed, and then the steam flow control valve (37) is closed to supply steam to the steam heat exchanger (31). Stop supplying. Thereafter, control of the water flow rate control valve (62) of the hot water pipe (54) is started, and the hot water side valve (61) is opened. When the water flow control valve (62) of the hot water pipe (54) is opened, hot water is supplied to the steam heat exchanger (31). After opening the warm water side valve (61), open the water supply valve (92). When the water supply valve (92) is opened, water supply is started from the water supply pipe (91) to the hot water return line (55) and supplied to the heat medium circuit (50). Here, when hot water is supplied to the steam heat exchanger (31) after supplying heated steam, if steam remains in the steam heat exchanger (31), the hot water supply line (53) and the hot water return line (55) Insufficient hot water may be in short supply and gas may be sent to the pump (51), which may cause problems. However, in this embodiment, since water is supplied to the warm water return line (55), it is possible to prevent shortage of warm water when the warm water is heated by the heat pump (5). For this reason, gas is not sent to a pump (51).

その後、圧力センサ(58)の検知圧力の値が所定圧力値(例示として0.1MpaG)になると、給水を停止する。尚、給水停止直後に温水戻りライン(55)内の空気などが抜けることにより、圧力センサ(58)での検知圧力値が所定圧力値以下となった場合、再度、給水バルブ(92)を開いて給水を続ける。     Thereafter, when the value of the pressure detected by the pressure sensor (58) reaches a predetermined pressure value (for example, 0.1 MpaG), water supply is stopped. If the pressure detected by the pressure sensor (58) falls below the specified pressure value due to the release of air in the hot water return line (55) immediately after the water supply is stopped, the water supply valve (92) is opened again. And continue water supply.

また、給水動作については、給水開始から所定時間(例示として1時間)以内は継続して行うが、所定時間よりも長い場合であっても、圧力センサ(58)の検知圧力の値が所定圧力値以下であると、水漏れ以上と判断し、ポンプ(51)、ヒートポンプ(5)および蒸気加熱装置(3)の運転を停止する。このとき、所定の警告(アラーム)を発するようにしてもよい。     Further, the water supply operation is continuously performed within a predetermined time (for example, 1 hour) from the start of water supply, but even if the water supply operation is longer than the predetermined time, the detected pressure value of the pressure sensor (58) is the predetermined pressure. If it is less than or equal to the value, it is determined that there is water leakage or more, and the operation of the pump (51), heat pump (5) and steam heating device (3) is stopped. At this time, a predetermined warning (alarm) may be issued.

上述した弁およびバルブの切換動作は、手動で行ってもよいし、自動で行ってもよい。     The valve and the valve switching operation described above may be performed manually or automatically.

−実施形態1の効果−
上記実施形態1によれば、ボイラ(30)の加熱蒸気とヒートポンプ(5)の温水とを切り換えて蒸気熱交換器(31)に供給したため、蒸気熱交換器(31)において加熱蒸気又は温水によって恒温槽(17)内の水を加熱することができる。これにより、既存の蒸気加熱装置(3)に対し、ヒートポンプ(5)を利用することができる。この結果、熱交換器を新たに設置する必要がなく、新たな設備投資を出来る限り抑えつつ、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を行うことができる。
-Effect of Embodiment 1-
According to the first embodiment, since the heating steam of the boiler (30) and the hot water of the heat pump (5) are switched and supplied to the steam heat exchanger (31), the steam heat exchanger (31) uses the heating steam or hot water. The water in the thermostat (17) can be heated. Thereby, a heat pump (5) can be utilized with respect to the existing steam heating apparatus (3). As a result, it is not necessary to newly install a heat exchanger, and hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency can be performed while suppressing new equipment investment as much as possible.

また、温水供給ライン(53)の出口端を蒸気供給ライン(34)に設けたため、蒸気供給ライン(34)を流れる加熱蒸気と温水供給ライン(53)を流れる温水を蒸気熱交換器(31)の流入側で切り換えることができる。     Further, since the outlet end of the hot water supply line (53) is provided in the steam supply line (34), the steam that flows through the steam supply line (34) and the hot water that flows through the hot water supply line (53) are converted into the steam heat exchanger (31). Can be switched on the inflow side.

また、蒸気熱交換器(31)の流出側に温水戻りライン(55)を設けたため、蒸気熱交換器(31)に温水が供給された場合は、蒸気熱交換器(31)で熱交換した温水を温水戻りライン(55)から熱媒回路(50)に戻すことができる。     In addition, because the hot water return line (55) was provided on the outflow side of the steam heat exchanger (31), when hot water was supplied to the steam heat exchanger (31), heat was exchanged with the steam heat exchanger (31). Hot water can be returned to the heating medium circuit (50) from the hot water return line (55).

また、蒸気熱交換器(31)の流出側に蒸気排出ライン(38)を設けたため、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気が供給された場合は、蒸気熱交換器(31)から流出される蒸気又は水を蒸気排出ライン(38)に流出させ、蒸気トラップ(39)からドレン水のみを排出することができる。     In addition, since the steam discharge line (38) is provided on the outflow side of the steam heat exchanger (31), when heated steam is supplied to the steam heat exchanger (31), the steam heat exchanger (31) flows out of the steam heat exchanger (31). Steam or water can flow into the steam discharge line (38) and only drain water can be discharged from the steam trap (39).

また、蒸気熱交換器(31)への供給を温水から加熱蒸気に切り換える際、温水側バルブ(61)を閉じてから蒸気側バルブ(40)を開けるようにしたため、温水戻りライン(55)に蒸気が混入することなく、蒸気熱交換器(31)に残った温水を加熱蒸気によって蒸気排出ライン(38)に流出させることができる。     In addition, when switching the supply to the steam heat exchanger (31) from hot water to heated steam, the hot water side valve (61) was closed before the steam side valve (40) was opened, so the hot water return line (55) Without mixing steam, the hot water remaining in the steam heat exchanger (31) can be discharged to the steam discharge line (38) by heating steam.

また、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際、蒸気側バルブ(40)を閉じてから温水側バルブ(61)を開けるようにしたため、蒸気熱交換器(31)で熱交換した温水を蒸気排出ライン(38)から流出させることなく、確実に熱媒回路(50)に戻すことができる。     In addition, when switching the supply to the steam heat exchanger (31) from heated steam to warm water, the steam side valve (61) is opened after the steam side valve (40) is closed, so the steam heat exchanger (31) It is possible to reliably return the hot water subjected to the heat exchange in the heating medium circuit (50) without flowing out from the steam discharge line (38).

また、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際、熱媒回路(50)へ給水するようにしたため、ヒートポンプ(5)で加熱する場合の水不足を防止することができる。     In addition, when the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from heated steam to hot water, water is supplied to the heat medium circuit (50), so water shortage when heating with the heat pump (5) can be prevented. .

〈発明の実施形態2〉
次に、本発明の実施形態2について説明する。図3および図4に示すように、本実施形態2に係る温度制御設備(1)は、実施形態1に係る温度制御設備(1)に対し、恒温槽(17)の水温を検知する水温センサ(22)とコントローラ(6)とをさらに備え、弁およびバルブを自動で切り換えるようにしたものである。尚、本実施形態2では、上記実施形態1とは異なる部分についてのみ説明する。
<Embodiment 2 of the invention>
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, the temperature control facility (1) according to the second embodiment is a water temperature sensor that detects the water temperature of the thermostatic chamber (17) with respect to the temperature control facility (1) according to the first embodiment. (22) and a controller (6) are further provided, and the valves and valves are automatically switched. In the second embodiment, only parts different from the first embodiment will be described.

具体的には、上記水温センサ(22)は、上記各恒温槽(17)に貯留された水に浸漬されて設けられ、水温を検知している。水温センサ(22)は、コントローラ(6)と接続され、恒温槽(17)の水温データは、逐次、コントローラ(6)に対して送信される。     Specifically, the water temperature sensor (22) is provided by being immersed in water stored in the thermostat (17), and detects the water temperature. The water temperature sensor (22) is connected to the controller (6), and the water temperature data of the thermostat (17) is sequentially transmitted to the controller (6).

上記コントローラ(6)は、上記水温センサ(22)に加え、水流量制御弁(62)、蒸気流量制御弁(37)、蒸気側バルブ(40)、温水側バルブ(61)および圧力センサ(58)に接続されている。また、コントローラ(6)には、圧力センサ(58)で検知された温水戻りライン(55)内の圧力(水圧)データが逐次送信されている。コントローラ(6)は、恒温槽(17)の水温に基づき、水流量制御弁(62)、蒸気流量制御弁(37)、蒸気側バルブ(40)および温水側バルブ(61)の開度を調節すると共に、温水戻りライン(55)内の水圧に基づき給水器(90)からの給水を制御するものである。具体的な制御方法については後述する。尚、コントローラ(6)は、本発明に係る切換制御部を構成している。     In addition to the water temperature sensor (22), the controller (6) includes a water flow control valve (62), a steam flow control valve (37), a steam side valve (40), a hot water side valve (61) and a pressure sensor (58 )It is connected to the. Further, pressure (water pressure) data in the hot water return line (55) detected by the pressure sensor (58) is sequentially transmitted to the controller (6). The controller (6) adjusts the opening of the water flow rate control valve (62), steam flow rate control valve (37), steam side valve (40), and hot water side valve (61) based on the water temperature in the constant temperature bath (17) In addition, the water supply from the water supply device (90) is controlled based on the water pressure in the warm water return line (55). A specific control method will be described later. The controller (6) constitutes a switching control unit according to the present invention.

−運転動作−
次に、本実施形態2に係る温度制御設備(1)の動作について図3〜図6に基づいて説明する。この温度制御設備(1)では、コントローラ(6)によって蒸気加熱装置(3)の加熱蒸気とヒートポンプ(5)の温水とを切り換えて蒸気熱交換器(31)に供給し、蒸気熱交換器(31)の伝熱管(33)を流れる加熱蒸気又は温水によって恒温槽(17)に貯留された水を加熱している。
-Driving action-
Next, operation | movement of the temperature control installation (1) which concerns on this Embodiment 2 is demonstrated based on FIGS. In this temperature control facility (1), the controller (6) switches between the heating steam of the steam heating device (3) and the hot water of the heat pump (5) and supplies it to the steam heat exchanger (31). The water stored in the thermostat (17) is heated by the heating steam or hot water flowing through the heat transfer tube (33) of 31).

例えば、工場稼働時において温度制御設備(1)を起動させる際、温度制御設備(1)は長時間停止していたため、恒温槽(17)の水温も低下した状態となっている。このような場合、コントローラ(6)は、急速立ち上げモードを行う。     For example, when starting the temperature control facility (1) during factory operation, since the temperature control facility (1) has been stopped for a long time, the water temperature of the constant temperature bath (17) is also lowered. In such a case, the controller (6) performs the rapid startup mode.

具体的には、図5に示すように、温度制御設備(1)が起動すると、コントローラ(6)は水温センサ(22)から恒温槽(17)の水温を取得する。そして、恒温槽(17)の水温が下限温度(TL)未満の場合、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気に切り換える(ST01)。このとき、コントローラ(6)は、温水側バルブ(61)および水流量制御弁(62)を閉じ、その後、蒸気側バルブ(40)を開く。次に、蒸気弁(35)および蒸気流量制御弁(37)を開く(ST02)。     Specifically, as shown in FIG. 5, when the temperature control facility (1) is activated, the controller (6) acquires the water temperature of the constant temperature bath (17) from the water temperature sensor (22). And when the water temperature of a thermostat (17) is less than minimum temperature (TL), supply to a steam heat exchanger (31) is switched to heating steam (ST01). At this time, the controller (6) closes the hot water side valve (61) and the water flow rate control valve (62), and then opens the steam side valve (40). Next, the steam valve (35) and the steam flow control valve (37) are opened (ST02).

蒸気加熱装置(3)が稼動し、蒸気供給ライン(34)に加熱蒸気が供給されると、蒸気供給ライン(34)に流れる加熱蒸気は、各蒸気管(36)に分岐し、それぞれの蒸気流量制御弁(37)を通過し、各蒸気熱交換器(31)に供給される。     When the steam heating device (3) is operated and heated steam is supplied to the steam supply line (34), the heated steam flowing through the steam supply line (34) branches to each steam pipe (36), and the respective steam is supplied. It passes through the flow control valve (37) and is supplied to each steam heat exchanger (31).

そして、各恒温槽(17)に貯留された水と各蒸気熱交換器(31)の加熱蒸気との間で熱交換が行われ、貯留された水が加熱される。このとき、コントローラ(6)は、恒温槽(17)の水温の目標温度を加熱対象の許容される上限温度(TH)と蒸気温水切換温度(T1)との間に設定される温度として蒸気流量制御弁(37)を制御する。     And heat exchange is performed between the water stored in each thermostat (17) and the heating steam of each steam heat exchanger (31), and the stored water is heated. At this time, the controller (6) sets the target temperature of the water temperature in the thermostatic chamber (17) as the temperature set between the upper limit temperature (TH) allowed for heating and the steam temperature water switching temperature (T1). Control the control valve (37).

この蒸気温水切換温度(T1)は、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える判断をするための基準温度である。蒸気温水切換温度(T1)は、下限温度(TL)および中心温度(TM=55℃)よりも高温で、且つ上限温度(TH)よりも低温に設定されている。尚、蒸気温水切換温度(T1)は、本発明に係る第1切換温度を構成している。     This steam hot water switching temperature (T1) is a reference temperature for determining switching the supply to the steam heat exchanger (31) from heated steam to hot water. The steam hot water switching temperature (T1) is set higher than the lower limit temperature (TL) and the center temperature (TM = 55 ° C.) and lower than the upper limit temperature (TH). The steam hot water switching temperature (T1) constitutes the first switching temperature according to the present invention.

各恒温槽(17)の水温が、中心温度(TM)である55℃まで加熱されると、吸水ポンプ(19)が起動し、この恒温槽(17)の温水は、吸水ポンプ(19)によって吸水管(18)に送られて噴霧器(20)から半製品(7)に向けて噴霧される。     When the water temperature in each thermostatic chamber (17) is heated to 55 ° C, which is the central temperature (TM), the water absorption pump (19) is activated, and the hot water in this thermostatic chamber (17) is cooled by the water absorption pump (19). It is sent to the water absorption pipe (18) and sprayed from the sprayer (20) toward the semi-finished product (7).

一方、蒸気熱交換器(31)へ供給された加熱蒸気は、恒温槽(17)に貯留された水と熱交換された後、各蒸気排出ライン(38)に流出し、蒸気トラップ(39)によってドレン水のみが排水される。     On the other hand, the heated steam supplied to the steam heat exchanger (31) exchanges heat with the water stored in the thermostat (17), and then flows out to each steam discharge line (38) to become a steam trap (39). Only drain water is drained.

コントローラ(6)は、恒温槽(17)の水温が、蒸気温水切換温度(T1)未満の場合は、継続して蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給する(ST03)。恒温槽(17)の水温が、蒸気温水切換温度(T1)以上になると、コントローラ(6)は、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える(ST04)。     When the water temperature in the thermostatic chamber (17) is lower than the steam temperature water switching temperature (T1), the controller (6) continuously supplies heating steam to the steam heat exchanger (31) (ST03). When the water temperature in the thermostatic chamber (17) becomes equal to or higher than the steam temperature switching temperature (T1), the controller (6) switches the supply to the steam heat exchanger (31) from heated steam to warm water (ST04).

恒温槽(17)の水温が蒸気温水切換温度(T1)に到達したら、蒸気熱交換器(31)への供給を温水に切り換えることで、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を継続させることができる。また、蒸気温水切換温度(T1)を中心温度(TM=55℃)よりも高くすることで、加熱蒸気から温水への切り換え時におけるヒートポンプ(5)における温水加熱の立ち上がり能力不足によって、恒温槽(17)の水温が、後述する蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気に切り換える温水蒸気切換温度(T2)まで低下してしまうのを防止している。     When the water temperature in the thermostatic chamber (17) reaches the steam hot water switching temperature (T1), the supply to the steam heat exchanger (31) is switched to hot water, thereby continuing the hot water heating by the heat pump (5) with high thermal efficiency. Can do. In addition, by setting the steam warm water switching temperature (T1) higher than the center temperature (TM = 55 ° C.), the temperature rising tank ( The water temperature of 17) is prevented from dropping to a warm steam switching temperature (T2) for switching the supply to the steam heat exchanger (31) described later to heating steam.

このとき、コントローラ(6)は、まず蒸気側バルブ(40)を閉じ、次に、蒸気流量制御弁(37)を閉じ、蒸気熱交換器(31)に対する蒸気の供給を停止する。その後、水流量制御弁(62)を所定量開けると共に、温水側バルブ(61)を開けて、ヒートポンプ(5)での温水加熱を開始する。蒸気熱交換器(31)に温水が供給されると、コントローラ(6)は、中心温度(TM)を目標温度として水流量制御弁(62)を制御する(ST05)。蒸気熱交換器(31)を流れる温水は、恒温槽(17)で熱交換した後、温水戻りライン(55)に流れて再び熱媒回路(50)に戻る。ヒートポンプ(5)が運転を開始し、同時にポンプ(51)が起動した時、給水バルブ(92)も開け、給水管(91)から温水戻りライン(55)に給水が開始され、熱媒回路(50)に給水される。     At this time, the controller (6) first closes the steam side valve (40), then closes the steam flow control valve (37), and stops the supply of steam to the steam heat exchanger (31). Thereafter, the water flow control valve (62) is opened by a predetermined amount, and the hot water side valve (61) is opened to start heating the hot water by the heat pump (5). When hot water is supplied to the steam heat exchanger (31), the controller (6) controls the water flow rate control valve (62) with the center temperature (TM) as the target temperature (ST05). The hot water flowing through the steam heat exchanger (31) exchanges heat in the thermostatic bath (17), and then flows into the hot water return line (55) to return to the heat medium circuit (50) again. When the heat pump (5) starts operation and at the same time the pump (51) is started, the water supply valve (92) is also opened, water supply from the water supply pipe (91) to the hot water return line (55) is started, and the heat transfer circuit ( 50) water is supplied.

ここで、加熱蒸気供給後の蒸気熱交換器(31)に温水を供給する際、蒸気熱交換器(31)に蒸気が残っていると、温水供給ライン(53)および温水戻りライン(55)の温水が不足し、ポンプ(51)に気体が送られることで不具合が発生する場合がある。ところが、本実施形態では、温水戻りライン(55)へ給水するようにしたため、ヒートポンプ(5)で温水加熱する場合において温水が不足するのを防止できる。このため、ポンプ(51)に気体が送られることがない。     Here, when hot water is supplied to the steam heat exchanger (31) after supplying heated steam, if steam remains in the steam heat exchanger (31), the hot water supply line (53) and the hot water return line (55) Insufficient hot water may be in short supply and gas may be sent to the pump (51), which may cause problems. However, in this embodiment, since water is supplied to the warm water return line (55), it is possible to prevent shortage of warm water when the warm water is heated by the heat pump (5). For this reason, gas is not sent to a pump (51).

その後、圧力センサ(58)の検知圧力値が所定圧力値(例示として0.1MpaG)になると、コントローラ(6)は給水を停止する。尚、給水停止直後に温水戻りライン(55)内の空気などが抜けることにより、圧力センサ(58)での検知圧力値が所定圧力値以下となった場合、再度、コントローラ(6)は給水バルブ(92)を開き、給水を続けさせる。     Thereafter, when the detected pressure value of the pressure sensor (58) reaches a predetermined pressure value (for example, 0.1 MpaG), the controller (6) stops water supply. If the detected pressure value at the pressure sensor (58) falls below the specified pressure value due to the release of air in the hot water return line (55) immediately after the water supply is stopped, the controller (6) again turns the water supply valve Open (92) and continue water supply.

また、給水動作については、給水開始から所定時間(例示として1時間)以内は継続して行うが、所定時間よりも長い場合であっても、圧力センサ(58)の検知圧力の値が所定圧力値以下であると、水漏れ以上と判断し、ポンプ(51)、ヒートポンプ(5)および蒸気加熱装置(3)の運転を停止する。このとき、所定の警告(アラーム)を発するようにしてもよい。     Further, the water supply operation is continuously performed within a predetermined time (for example, 1 hour) from the start of water supply, but even if the water supply operation is longer than the predetermined time, the detected pressure value of the pressure sensor (58) is the predetermined pressure. If it is less than or equal to the value, it is determined that there is water leakage or more, and the operation of the pump (51), heat pump (5) and steam heating device (3) is stopped. At this time, a predetermined warning (alarm) may be issued.

ここで、急な高負荷(温度負荷)によって恒温槽(17)の水温が急激に低下し、温水蒸気切換温度(T2)未満になって所定時間が経過すると、コントローラ(6)は、蒸気熱交換器(31)への供給を温水から加熱蒸気に切り換える(ST05)。恒温槽(17)の水温が温水蒸気切換温度(T2)未満となってから所定時間を経過させるようにしたため、過度的な温度低下によって、すぐに加熱蒸気の供給に切り換えることがなくなり、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を増加させることができる。また、温水蒸気切換温度(T2)未満となった直後に蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給することで、恒温槽(17)の水温が急激に上昇するのを防止することができる。尚、この所定時間は、恒温槽(17)の水温が温水蒸気切換温度(T2)未満となる前の温度低下度合い(温度低下の勾配)が大きい場合に、短くなるように設定されている。つまり、恒温槽(17)の水温が温水蒸気切換温度(T2)未満となる前の温度低下度合いが大きい場合、恒温槽(17)の水温が下がり易くなるため、所定時間を短くし、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給することによって迅速に加熱を行うようにする。一方、恒温槽(17)の水温が温水蒸気切換温度(T2)未満となる前の温度低下度合いが小さいと、恒温槽(17)の水温の下がりがゆるやかと判断し、所定時間を長くして、できるだけ熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を継続させるようにする。     Here, when the water temperature in the thermostatic chamber (17) suddenly drops due to a sudden high load (temperature load) and becomes less than the warm water vapor switching temperature (T2), the controller (6) The supply to the exchanger (31) is switched from hot water to heated steam (ST05). Since the predetermined time has elapsed after the water temperature of the thermostatic chamber (17) becomes less than the warm water vapor switching temperature (T2), there is no need to immediately switch to the supply of heated steam due to excessive temperature drop, and the thermal efficiency is improved. Hot water heating by a good heat pump (5) can be increased. Moreover, it can prevent that the water temperature of a thermostat (17) rises rapidly by supplying heating steam to a steam heat exchanger (31) immediately after becoming less than warm steam switching temperature (T2). . In addition, this predetermined time is set so that it may become short when the temperature fall degree (gradient of temperature fall) before the water temperature of a thermostat (17) becomes less than warm steam switching temperature (T2) is large. That is, when the temperature drop before the water temperature in the thermostatic chamber (17) becomes lower than the temperature and steam switching temperature (T2) is large, the water temperature in the thermostatic bath (17) is likely to decrease. Heating is performed quickly by supplying heated steam to the exchanger (31). On the other hand, if the temperature drop before the water temperature in the thermostatic chamber (17) becomes less than the temperature / water vapor switching temperature (T2) is small, it is judged that the temperature drop in the thermostatic bath (17) is slow, and the predetermined time is lengthened. Continue heating the hot water with a heat pump (5) that is as heat efficient as possible.

この温水蒸気切換温度(T2)は、蒸気熱交換器(31)への供給を温水から加熱蒸気に切り換える判断をするための基準温度である。温水蒸気切換温度(T2)は、下限温度(TL)よりも高温に設定されている。つまり、温水蒸気切換温度(T2)を下限温度(TL)よりも高くすることで、恒温槽(17)の水温が低くなりすぎるのを防止している。尚、温水蒸気切換温度(T2)は、本発明に係る第2切換温度を構成している。     This warm steam switching temperature (T2) is a reference temperature for determining switching the supply to the steam heat exchanger (31) from warm water to heated steam. The warm water vapor switching temperature (T2) is set to be higher than the lower limit temperature (TL). That is, the water temperature of the thermostat (17) is prevented from becoming too low by setting the warm water vapor switching temperature (T2) higher than the lower limit temperature (TL). The warm steam switching temperature (T2) constitutes the second switching temperature according to the present invention.

このとき、コントローラ(6)は、まず温水側バルブ(61)を閉じ、次に、水流量制御弁(62)を閉じ、蒸気熱交換器(31)に対する温水の供給を停止する。その後、蒸気側バルブ(40)を開け、蒸気流量制御弁(37)を開ける。こうすると、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気が流れ込むことで、蒸気熱交換器(31)の伝熱管(33)に溜まった温水が蒸気によって押し出され、蒸気排出ライン(38)を流れて蒸気トラップ(39)に流れる。蒸気トラップ(39)に流れた温水は、ドレン水として排出される。     At this time, the controller (6) first closes the hot water side valve (61), then closes the water flow rate control valve (62), and stops the supply of hot water to the steam heat exchanger (31). Thereafter, the steam side valve (40) is opened, and the steam flow control valve (37) is opened. Then, the heated steam flows into the steam heat exchanger (31), so that the hot water accumulated in the heat transfer pipe (33) of the steam heat exchanger (31) is pushed out by the steam and flows through the steam discharge line (38). Flows into the steam trap (39). The hot water that has flowed to the steam trap (39) is discharged as drain water.

蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気が供給されると、コントローラ(6)は、5分間、中心温度(TM)を目標温度として水流量制御弁(62)を制御し、5分経過すると、目標温度を蒸気温水切換温度(T1)と上限温度(TH)の間に設定される温度に切り換える。このようにすることで、過度的な温度低下によって、すぐに加熱蒸気の供給に切り換えることがなくなり、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を増加させることができる。また、恒温槽(17)の水温の急激な温度上昇を防止すると共に、すぐに温水への切換条件となってしまうことで、弁の切換のハンチングが発生するのを防止している。尚、この5分間は例示であって、これに限られるものではない。そして、5分経過後、恒温槽(17)の水温が蒸気温水切換温度(T1)以上になると、コントローラ(6)は、再び、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える(ST03)。     When heated steam is supplied to the steam heat exchanger (31), the controller (6) controls the water flow control valve (62) with the center temperature (TM) as the target temperature for 5 minutes, and after 5 minutes, The target temperature is switched to a temperature set between the steam hot water switching temperature (T1) and the upper limit temperature (TH). By doing in this way, it does not switch to supply of heating steam immediately by excessive temperature fall, and warm water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency can be increased. In addition, the rapid temperature rise of the water temperature in the thermostatic chamber (17) is prevented, and the switching condition to the hot water is immediately established, thereby preventing the occurrence of valve switching hunting. In addition, these 5 minutes are illustrations, Comprising: It is not restricted to this. After 5 minutes, when the water temperature in the thermostatic chamber (17) becomes equal to or higher than the steam hot water switching temperature (T1), the controller (6) again supplies the steam heat exchanger (31) from the heated steam to the hot water. Switch (ST03).

ここで、恒温槽(17)の水温が温水蒸気切換温度(T2)未満となった場合、コントローラ(6)は、例えば3分前の恒温槽(17)の水温と現在の恒温槽(17)の水温との温度差が例えば2℃以上の場合、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気に切り換えるようにし、この差が2℃未満であれば、温水蒸気切換温度(T2)よりもさらに低い温度(T3)(図示なし)になった場合に、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気に切り換えるようにしてもよい。     Here, when the water temperature of the constant temperature bath (17) becomes lower than the temperature and steam switching temperature (T2), the controller (6), for example, the water temperature of the constant temperature bath (17) three minutes ago and the current constant temperature bath (17) When the temperature difference from the water temperature is, for example, 2 ° C. or more, the supply to the steam heat exchanger (31) is switched to heating steam, and if this difference is less than 2 ° C., the warm steam switching temperature (T2) However, when the temperature becomes lower (T3) (not shown), the supply to the steam heat exchanger (31) may be switched to heated steam.

また、蒸気熱交換器(31)への温水供給による温度制御設備(1)の稼動中にデフロスト運転(除霜運転)や各圧縮機(71,72)の油戻し運転などが行われた場合、恒温槽(17)の水温が、たとえ温水蒸気切換温度(T2)未満であっても、コントローラ(6)は、これらの運転終了を待って、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気に切り換える。     In addition, when defrosting (defrosting) or oil return operation of each compressor (71,72) is performed while the temperature control facility (1) is operating by supplying hot water to the steam heat exchanger (31) Even if the water temperature in the thermostatic chamber (17) is less than the temperature and steam switching temperature (T2), the controller (6) waits for the end of these operations and heats the supply to the steam heat exchanger (31). Switch to steam.

尚、上記コントローラ(6)による制御は、各恒温槽(17)ごとに行う。     The control by the controller (6) is performed for each thermostat (17).

−実施形態2の効果−
上記実施形態2によれば、コントローラ(6)を設けたため、恒温槽(17)の水温に応じて蒸気熱交換器(31)への温水又は加熱蒸気の供給を切り換えることができる。これにより、恒温槽(17)の水温に応じた適切な加熱を行うことができる。この結果、工場などの温度制御設備(1)において、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を行う共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。
-Effect of Embodiment 2-
According to the said Embodiment 2, since the controller (6) was provided, supply of warm water or heating steam to a steam heat exchanger (31) can be switched according to the water temperature of a thermostat (17). Thereby, suitable heating according to the water temperature of a thermostat (17) can be performed. As a result, in a temperature control facility (1) such as a factory, it is possible to perform hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency and appropriately respond to a rapid heating request.

また、恒温槽(17)の水温が下限温度(TL)未満の場合、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給するようにしたため、加熱蒸気によって恒温槽(17)内の水を迅速に加熱することができる。これにより、工場などの温度制御設備(1)において、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を行うと共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。     In addition, when the water temperature in the thermostatic chamber (17) is lower than the lower limit temperature (TL), the heating steam is supplied to the steam heat exchanger (31). Can be heated. Thereby, in temperature control equipment (1), such as a factory, while performing hot water heating with a heat pump (5) with high heat efficiency, it can respond also to a rapid heating demand appropriately.

また、恒温槽(17)の水温が蒸気温水切換温度(T1)以上になった場合、蒸気熱交換器(31)に温水を供給するようにしたため、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を行うことができる。また、蒸気温水切換温度(T1)を上限温度(TH)よりも低くすることで、急速な加熱が必要がなくなると、すぐに、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱に切り換わることになる。これにより、工場などの温度制御設備(1)において、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を増やすことができると共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。     In addition, when the water temperature in the thermostatic chamber (17) is equal to or higher than the steam hot water switching temperature (T1), hot water is supplied to the steam heat exchanger (31). It can be carried out. In addition, when the steam hot water switching temperature (T1) is made lower than the upper limit temperature (TH), when rapid heating is no longer necessary, the steam hot water switching temperature (T1) is immediately switched to hot water heating by a heat pump (5) with high thermal efficiency. . Thereby, in the temperature control equipment (1) such as a factory, it is possible to increase the hot water heating by the heat pump (5) having a high thermal efficiency, and appropriately respond to the rapid heating demand.

また、恒温槽(17)の水温が、下限温度(TL)よりも高い温水蒸気切換温度(T2)未満となって所定時間経過した場合、蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給するようにしたため、加熱蒸気によって恒温槽(17)の水を迅速に加熱することができる。また、温水蒸気切換温度(T2)を下限温度(TL)よりも高くすることで、温水で加熱を続けることにより恒温槽(17)の水温が下限温度(TL)よりも低くなるのを防止することができる。また、所定時間を経過させるようにしたため、過度的な温度低下によって、加熱蒸気の供給に切り換えることがなくなり、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を継続させることができる。また、恒温槽(17)の水温が急激に上昇するのを防止することができる。これらにより、工場などの温度制御設備(1)において、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を増やすことができると共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。     When the water temperature in the thermostatic chamber (17) is lower than the warm water vapor switching temperature (T2) higher than the lower limit temperature (TL) and a predetermined time has elapsed, the steam is supplied to the steam heat exchanger (31). Therefore, the water in the thermostatic chamber (17) can be quickly heated by the heating steam. Further, by setting the warm water vapor switching temperature (T2) higher than the lower limit temperature (TL), it is possible to prevent the water temperature of the thermostatic bath (17) from becoming lower than the lower limit temperature (TL) by continuing heating with warm water. be able to. Further, since the predetermined time has elapsed, switching to heating steam supply is not caused by excessive temperature drop, and warm water heating by the heat pump (5) with high thermal efficiency can be continued. Moreover, it can prevent that the water temperature of a thermostat (17) rises rapidly. As a result, in the temperature control facility (1) such as a factory, it is possible to increase the hot water heating by the heat pump (5) with high thermal efficiency and to appropriately respond to the rapid heating demand.

さらに、恒温槽(17)の水温が温水蒸気切換温度(T2)未満となる前の水温低下度合いが大きいほど所定時間を短くしたため、恒温槽(17)の水温低下度合いが大きい場合、迅速に加熱蒸気によって恒温槽(17)の水を加熱することができる。一方、恒温槽(17)の水温低下度合いが小さい場合に温水加熱を継続することができる。この結果、工場などの温度制御設備(1)において、熱効率のよいヒートポンプ(5)による温水加熱を増やすことができると共に、急速な加熱要求にも適切に対応することができる。その他の構成、作用・効果は実施形態1と同様である。     Furthermore, since the predetermined time is shortened as the degree of water temperature decrease before the water temperature in the constant temperature bath (17) becomes lower than the temperature / water vapor switching temperature (T2), the heating is quickly performed when the degree of water temperature decrease in the constant temperature bath (17) is large. The water in the thermostatic chamber (17) can be heated by steam. On the other hand, warm water heating can be continued when the water temperature lowering degree of the thermostat (17) is small. As a result, in the temperature control facility (1) such as a factory, it is possible to increase the hot water heating by the heat pump (5) with high thermal efficiency and to appropriately respond to the rapid heating demand. Other configurations, operations and effects are the same as those of the first embodiment.

〈発明の実施形態3〉
次に、本発明の実施形態3について説明する。図7に示すように、本実施形態3に係る温度制御設備(1)は、実施形態1に係る温度制御設備(1)に対し、温水供給のみ可能な構成としたものである。尚、本実施形態3では、上記実施形態1と異なる部分についてのみ説明する。
Embodiment 3 of the Invention
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 7, the temperature control facility (1) according to the third embodiment is configured such that only hot water can be supplied to the temperature control facility (1) according to the first embodiment. In the third embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described.

具体的には、本実施形態3に係る温度制御設備(1)は、実施形態1に係る温度制御設備(1)から、蒸気熱交換器(31)と蒸気供給ライン(34)と蒸気管(36)の一部と蒸気排出ライン(38)の一部を除く蒸気加熱装置(3)を撤去したものである。また、蒸気側バルブ(40)については、温水の排出を防止するため、蒸気トラップ(39)の手前に配置している。     Specifically, the temperature control facility (1) according to the third embodiment includes a steam heat exchanger (31), a steam supply line (34), and steam pipes (from the temperature control facility (1) according to the first embodiment). The steam heating device (3) was removed except for part of 36) and part of the steam discharge line (38). Further, the steam side valve (40) is disposed in front of the steam trap (39) in order to prevent discharge of hot water.

本実施形態3に係る温度制御設備(1)は、蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気に切り換えることなく、常に温水を供給するようにしたものである。したがって、温度制御設備(1)では、温水戻りライン(55)からエアパージ、圧力センサ、給水器、および逆止弁なども撤去している。その他の構成、作用・効果は実施形態1と同様である。     The temperature control facility (1) according to the third embodiment is configured to always supply hot water without switching the supply to the steam heat exchanger (31) to heating steam. Therefore, in the temperature control facility (1), the air purge, pressure sensor, water supply, check valve and the like are also removed from the hot water return line (55). Other configurations, operations and effects are the same as those of the first embodiment.

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態1〜3について、以下のような構成としてもよい。
<Other embodiments>
This invention is good also as following structures about the said Embodiment 1-3.

上記実施形態1〜3では、本発明に係る加熱対象として水を用いたが、本発明はこれに限られず、例えば溶剤、空気、その他の流体を用いることができる。     In the said Embodiment 1-3, although water was used as the heating object which concerns on this invention, this invention is not limited to this, For example, a solvent, air, and another fluid can be used.

上記実施形態1〜3に係る温度制御設備(1)は、蒸気加熱装置(3)を備えるようにしたが、本発明はこれに限られず、他の設備で発生させた加熱蒸気を利用してもよい。     Although the temperature control equipment (1) according to the first to third embodiments is provided with the steam heating device (3), the present invention is not limited to this, and uses heated steam generated by other equipment. Also good.

また、上記実施形態1および2について、図8に示すように、蒸気流量制御弁(37)の蒸気の下流側に、電気式のバルブ(41)を設けるようにしてもよい。     In the first and second embodiments, as shown in FIG. 8, an electric valve (41) may be provided on the downstream side of the steam of the steam flow control valve (37).

また、上記実施形態1および2について、水流量制御弁(62)、蒸気流量制御弁(37)、温水側バルブ(61)および蒸気側バルブ(40)の手前にコンタミ(錆やスケール)などを除去するフィルタなどを適宜、配置するようにしてもよい。     In the first and second embodiments, contamination (rust or scale) is placed in front of the water flow control valve (62), the steam flow control valve (37), the hot water side valve (61), and the steam side valve (40). You may make it arrange | position the filter etc. which are removed suitably.

また、上記実施形態について、急速立ち上げモードにおける恒温槽(17)の水温の目標温度を上限温度(TH)としてもよい。     Moreover, about the said embodiment, it is good also considering the target temperature of the water temperature of the thermostat (17) in rapid start-up mode as an upper limit temperature (TH).

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。     In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、本発明は、温度制御設備について有用である。     As described above, the present invention is useful for temperature control equipment.

5 ヒートポンプ
6 コントローラ
30 ボイラ
31 蒸気熱交換器
34 蒸気供給ライン
37 蒸気流量制御弁
38 蒸気排出ライン
40 蒸気側バルブ
53 温水供給ライン
55 温水戻りライン
61 温水側バルブ
62 水流量制御弁
90 給水器
5 Heat Pump 6 Controller 30 Boiler 31 Steam Heat Exchanger 34 Steam Supply Line 37 Steam Flow Control Valve 38 Steam Discharge Line 40 Steam Side Valve 53 Hot Water Supply Line 55 Hot Water Return Line 61 Hot Water Side Valve 62 Water Flow Control Valve 90 Water Supply

Claims (12)

蒸気生成装置(30)で生成された加熱蒸気が流れる蒸気供給ライン(34)と、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うヒートポンプ(5)で生成された温水が流れる温水供給ライン(53)と、加熱対象が加熱される蒸気熱交換器(31)とを備え、
上記蒸気熱交換器(31)は、上記蒸気供給ライン(34)を流れる加熱蒸気と上記温水供給ライン(53)を流れる温水とが切り換えられて供給されると共に、該供給された加熱蒸気又は温水によって加熱対象が加熱されるよう構成されている
ことを特徴とする温度制御システム。
Steam supply line (34) through which heated steam generated by the steam generator (30) flows, hot water supply line (53) through which hot water generated by a heat pump (5) that performs a vapor compression refrigeration cycle, and a heating target A steam heat exchanger (31) to be heated,
The steam heat exchanger (31) is supplied by switching between heated steam flowing through the steam supply line (34) and hot water flowing through the hot water supply line (53), and the supplied heated steam or hot water A temperature control system configured to heat an object to be heated.
請求項1において、
上記温水供給ライン(53)は、出口端が上記蒸気供給ライン(34)における蒸気熱交換器(31)の流入側に接続されて上記ヒートポンプ(5)で生成された温水を上記蒸気熱交換器(31)に供給するよう構成されている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 1,
The hot water supply line (53) has an outlet end connected to the inflow side of the steam heat exchanger (31) in the steam supply line (34), and the hot water generated by the heat pump (5) is converted into the steam heat exchanger. A temperature control system configured to supply to (31).
請求項1又は2において、
入口端が上記蒸気熱交換器(31)の流出側に接続される一方、出口端が上記ヒートポンプ(5)の流入側に接続され、温水が供給された時、上記蒸気熱交換器(31)で熱交換を行った温水を上記ヒートポンプ(5)に戻す温水戻りライン(55)を備えている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 1 or 2,
When the inlet end is connected to the outflow side of the steam heat exchanger (31) while the outlet end is connected to the inflow side of the heat pump (5) and hot water is supplied, the steam heat exchanger (31) A temperature control system comprising a hot water return line (55) for returning the hot water that has undergone heat exchange in step 1 to the heat pump (5).
請求項3において、
上記蒸気熱交換器(31)の流出側に接続され、加熱蒸気が供給された時、蒸気熱交換器(31)から流出させた蒸気又は水を排出させる蒸気排出ライン(38)を備えている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 3,
It is connected to the outflow side of the steam heat exchanger (31) and has a steam discharge line (38) for discharging steam or water discharged from the steam heat exchanger (31) when heated steam is supplied. A temperature control system characterized by that.
請求項4において、
上記温水戻りライン(55)には温水側バルブ(61)が設けられる一方、上記蒸気排出ライン(38)には蒸気側バルブ(40)が設けられ、
上記蒸気熱交換器(31)への供給を温水から加熱蒸気に切り換える際は、上記温水側バルブ(61)が閉じられた後、上記蒸気側バルブ(40)が開けられるよう構成されている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 4,
The warm water return line (55) is provided with a warm water side valve (61), while the steam discharge line (38) is provided with a steam side valve (40),
When switching the supply to the steam heat exchanger (31) from warm water to heated steam, the steam side valve (40) is opened after the warm water side valve (61) is closed. A temperature control system featuring.
請求項4において、
上記温水戻りライン(55)には温水側バルブ(61)が設けられる一方、上記蒸気排出ライン(38)には蒸気側バルブ(40)が設けられ、
上記蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際は、上記蒸気側バルブ(40)が閉じられた後、上記温水側バルブ(61)が開けられるよう構成されている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 4,
The warm water return line (55) is provided with a warm water side valve (61), while the steam discharge line (38) is provided with a steam side valve (40),
When switching the supply to the steam heat exchanger (31) from heated steam to warm water, the warm water side valve (61) is opened after the steam side valve (40) is closed. A temperature control system featuring.
請求項6において、
上記蒸気熱交換器(31)への供給を加熱蒸気から温水に切り換える際、上記温水側バルブ(61)が開いた後に、上記温水戻りライン(55)へ給水を行う給水器(90)を備えている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 6,
When the supply to the steam heat exchanger (31) is switched from heated steam to warm water, a water feeder (90) is provided to supply water to the warm water return line (55) after the warm water side valve (61) is opened. A temperature control system characterized by that.
請求項1〜7の何れか1つにおいて、
上記蒸気供給ライン(34)の加熱蒸気の流れを調節する蒸気調節弁(37)と、上記温水供給ライン(53)の温水の流れを調節する温水調節弁(62)を備え、
上記加熱対象の温度に基づいて上記蒸気調節弁(37)および温水調節弁(62)の開閉を調節して上記蒸気熱交換器(31)への加熱蒸気又は温水の供給を切り換える切換制御部(6)を備えている
ことを特徴とする温度制御システム。
In any one of Claims 1-7,
A steam control valve (37) for adjusting the flow of heated steam in the steam supply line (34), and a hot water control valve (62) for adjusting the flow of hot water in the hot water supply line (53),
A switching control unit for switching the supply of heated steam or hot water to the steam heat exchanger (31) by adjusting the opening and closing of the steam control valve (37) and the hot water control valve (62) based on the temperature of the heating target ( 6) A temperature control system characterized by comprising.
請求項8において、
上記切換制御部(6)は、加熱対象の温度が下限温度(TL)未満の場合、上記温水調節弁(62)を閉め、且つ上記蒸気調節弁(37)を開けて上記蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給するよう構成されている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 8,
When the temperature to be heated is lower than the lower limit temperature (TL), the switching control unit (6) closes the hot water control valve (62) and opens the steam control valve (37) to open the steam heat exchanger ( 31) A temperature control system configured to supply heated steam to 31).
請求項9において、
上記切換制御部(6)は、加熱対象の温度が上限温度(TH)よりも低い第1切換温度(T1)以上となった場合、上記温水調節弁(62)を開け、且つ上記蒸気調節弁(37)を閉じて上記蒸気熱交換器(31)に温水を供給するように構成されている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 9,
The switching control unit (6) opens the hot water control valve (62) and the steam control valve when the temperature of the heating target becomes equal to or higher than the first switching temperature (T1) lower than the upper limit temperature (TH). A temperature control system configured to close (37) and supply hot water to the steam heat exchanger (31).
請求項10において、
上記切換制御部(6)は、加熱対象の温度が下限温度(TL)よりも高い第2切換温度(T2)未満となって所定時間が経過した場合、上記温水調節弁(62)を閉じ、且つ上記蒸気調節弁(37)を開けて上記蒸気熱交換器(31)に加熱蒸気を供給するように構成されている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 10,
The switching control unit (6) closes the hot water control valve (62) when the temperature to be heated is lower than the second switching temperature (T2) higher than the lower limit temperature (TL) and a predetermined time has elapsed. The temperature control system is configured to open the steam control valve (37) and supply heated steam to the steam heat exchanger (31).
請求項11において、
上記切換制御部(6a)は、上記加熱対象の温度が上記第2切換温度(T2)未満となる前の温度低下度合いが大きいほど上記所定時間を短くするよう構成されている
ことを特徴とする温度制御システム。
In claim 11,
The switching control unit (6a) is configured to shorten the predetermined time as the degree of temperature decrease before the temperature of the heating target becomes lower than the second switching temperature (T2). Temperature control system.
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