JP2014153003A - 熱交換システム - Google Patents
熱交換システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014153003A JP2014153003A JP2013023727A JP2013023727A JP2014153003A JP 2014153003 A JP2014153003 A JP 2014153003A JP 2013023727 A JP2013023727 A JP 2013023727A JP 2013023727 A JP2013023727 A JP 2013023727A JP 2014153003 A JP2014153003 A JP 2014153003A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchange
- flow path
- flow
- pressure
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
微量混入漏れ汚染が生じた場合でも汚染の拡大を阻止し得る熱交換システムを提供する。
【解決手段】第1・第2熱交換流路LK1,LK2を備えた熱交換器1と、第1・第2熱
交換流路に夫々第1・第2流体R1,R2を通流させる第1・第2流路L1,L2と、第
1・第2流路に設けた1次側・2次側圧力センサS1〜S4、1次側・2次側通流弁B1,B2,B3,B5,B6および第1・第2ポンプP1,P2と、圧力センサの検出値に基づいて各通流弁・各ポンプを操作する制御部4とを備え、1次側流路の少なくとも一部の配置高さを2次側流路の何れの部位よりも高くして運転中・運転休停止中に第1熱交換流路の圧力を第2熱交換流路の圧力より高く保持するように構成し、さらにバイパス流路LB・ドレン流路LDなどを設ける。
【選択図】図1
Description
このように確認運転機能を備えた従来の装置であっても、運転中あるいは運転休停止中に拘らず、常に熱交換器の健全性を維持することはできず、種々の環境下において高い安全性を有する熱交換システムを実現するには未だ改善すべき問題が存在していた。
前記ドレン流路を、前記バイパス流路が接続されたのとは反対側の前記第2流路に接続しておくと好適である。
このような制御部の制御操作は、双方の圧力が検出可能であれば、当該熱交換システムがどのような運転状態にあっても実施可能である。
本熱交換システムでは、例えば、CO2冷媒ヒートポンプ方式熱源機などを用いて既に所定の温度に加温された水道温水を熱交換熱源として使用する。この水道温水を、熱交換器の1次側に通流させ、同時に加温対象の流体を熱交換器の2次側に通流させる。これら1次側および2次側の流体は、例えば互いに対向する方向に通流させる。これにより、2次側の流体を加熱する。このように、当該熱交換器は、上記ヒートポンプ方式などの熱源機使用システムにおいて、2次側の流体を安全かつ効率的に加熱する間接熱交換器として機能する。
まず第1エリアA1には熱交換器1を設けてある。この熱交換器1は外部からのメンテナンスが容易となるよう簡易式脱着継ぎ手を備えている。
この他、下流側の第1流路L12に設けた1次側通流弁B2の下流側から、後述する第2流路L2の一方側にはバイパス流路LBを接続してある。このバイパス流路LBにはバイパス用通流弁B4を備えている。これにより、後述するように1次側の第1流体R1を2次側の第2流路L2にバイパスさせ、第2熱交換流路LK2を洗浄することができる。
本熱交換システムSのうち主要な構成要素について以下説明する。
本システムに用いる熱交換器1は、例えばプレート式熱交換器を用いる。これにより、コンパクトな構成でありながら、流体同士の熱交換を行う場合に高い熱交換効率を得ることができる。熱交換器1の構造としては、例えば1mm以下の厚みの非常に薄い金属プレートを第1熱交換流路LK1および第2熱交換流路LK2の各熱交換流路の仕切り壁として一定間隔を空けて複数枚重ね合わせてある。一枚のプレートを境にして両面に接する隙間の一方に、熱を与える1次側の高温流体である第1流体R1を流通させ、他方の隙間に、熱を受ける2次側の低温流体である第2流体R2を流通させる。これらの流通方向は、通常、対向流とする。従って、形成される複数隙間の一つ飛びに同じ高温流体、あるいは同じ低温流体が分散されて同じ方向に平行に流れる。第1熱交換流路LK1および第2熱交換流路LK2の入口および出口は外部配管と接続できるように円形の穴が開設けてある。同じ位置に開けられた複数枚プレートの穴周りが1枚ごとにシールと非シールを繰り返す構造になっており、入り口から入る高温の第1流体R1および低温の第2流体R2は上記複数の隙間の一つ飛びに連通分散され、高温流体は全て同じ方向に、低温流体は全て逆の方向に流れ、対向流熱交換が行われる。
本構成においては、二つの1次側通流弁B1,B2を両端部とする第1流路L11,L12および第1熱交換流路LK1を含む流路の少なくとも一部の配置高さを、二つの2次側通流弁B5,B6を両端部とする第2流路L21,L22および第2熱交換流路LK2を含む流路の何れの部位よりも高く構成してある。つまり、第1流路L1の一部は、互いに対向する第1熱交換流路LK1および第2熱交換流路LK2の位置よりも常に高い位置にある。例えば、図1に示すように、第1流路L1の一部を逆U字状にして上方に湾曲させたり、また、第1流路L1のほぼ全体を第1熱交換流路LK1よりも高い位置に設置しておく。
本実施形態で用いる弁としては、例えば図1に示すように、上流側の第1流路L11に設ける1次側通流弁としては逆止通流弁B1を用い、下流側の第1流路L12に設ける1次側通流弁B2としては開閉制御可能な通流弁を、さらにその下流側に温度制御用の流量調節通流弁B3を用いることができる。また、上流側および下流側の第2流路L21,L22に設ける2次側通流弁B5,B6としては、例えば双方とも開閉制御可能な通流弁を各々設けることができる。
本実施形態の熱交換システムSにおいては、第1熱交換流路LK1の下流側に位置する第1流路L12であって、第1熱交換流路LK1と1次側通流弁B2との間の位置に、第1流体R1の一定量を貯留できる流路延長形成体3を設けてもよい。
要するに、流路延長形成体3については所定の容量があり確実に流路が延長されるものであって、熱交換器1の内部の破損で起こる混入漏れによって汚染された流体が、その入り口から入り出口に至るまでの時間を確実に長びかせて、さらに下流側に流れるのを所定の時間にわたり阻止できるものであればよい。
図1に示すように、第1熱交換流路LK1および第2熱交換流路LK2の夫々上流側および下流側には、圧力センサS1,S2,S3、S4を夫々一つずつ設けてある。また、この圧力センサは、第1熱交換流路LK1および第2熱交換流路LK2の夫々に対して、上流側あるいは下流側の位置に一つずつ設けるものであってもよい。流体が熱交換流路を通流する場合には幾分の流通抵抗を受けるから、熱交換器1の上流側と下流側とでは流路の圧力は異なるものとなる。よって、上流側と下流側との双方に設けることで、各部位の圧力測定精度が向上する。
その他、例えば第2熱交換流路LK2にスケールが付着して圧損が生ずる場合に、その圧損値を計測することにより、スケール除去メンテナンス時期を診断することができる。
本実施形態の熱交換システムSにおいては、第2熱交換流路LK2の両端のうち低い側の端部に接続してある第2流路L21において、第2熱交換流路LK2と2次側通流弁B5との間の最も低い位置から第2熱交換流路LK2よりも下方に分岐延長させたドレン流路LDを設けてある。このドレン流路LDには、ドレン用通流弁B7を設けてあり、後述する制御部4によって開閉制御可能である。
本実施形態の熱交換器ユニットUには、各圧力センサS1〜S4および温度センサT1〜T4による計測を行うと共に、その計測値を評価診断して異常時にはアラームランプ5を点灯させたり、ブザー9からアラームを発したり、第1ポンプP1や第2ポンプP2を停止させたりする信号を発するユニットコントローラ41を内蔵してある。
加えて本実施形態の熱交換システムSには、ユニットコントローラ41の他に、システムコントローラ42を備えている。これは、第1ポンプP1などの発停を行ったり、何らかの原因で1次側の圧力と2次側の圧力とが逆転する前に圧力逆転を阻止したり、その他の異常時にアラーム信号とポンプP1,P2および熱源機(CO2冷媒ヒートポンプ方式熱源機)Eを停止するなどの制御を行う。
これら二つのコントローラ41,42は、上記のごとく個別のものであってもよいし、一つに一体化されたものであってもよい。
本実施形態の熱交換システムSには、貯湯タンク2から第1流路L1に第1流体R1を供給する第1ポンプP1を備え、冷泉水受水槽10から第2流路L2に第2流体R2を供給する第2ポンプP2を備えている。これらのポンプP1,P2には、それぞれ逆止弁BP1,BP2を設けておくと好都合である。また、第1流路L1および第2流路L2に設けるポンプの能力や数は、所期の流体流量に応じて適宜設定可能である。これらのポンプは、例えば、インバータポンプで構成する。これにより、熱交換器1における1次側の流体圧力が常に2次側の流体圧力より大きくなるように平均的所定差圧を持たせる運転制御を行うことができる。
本実施形態の熱交換システムSにおいては、第1熱交換流路LK1に対して下流側に位置する第1流路L12のうち1次側通流弁B2のさらに下流側の位置から分岐し、第2流路L2のうち例えば第2熱交換流路LK2と2次側通流弁B6との間の位置に接続されたバイパス流路LBを備えてある。このバイパス流路LBにはバイパス用通流弁B4が備えられている。
次に、図1および図2に基づき、本実施形態に係る熱交換システムSの運転例を示す。
特に、図2は、熱交換システムSの運転タイムチャートである。縦軸に圧力をとり、横軸に時間をとって、熱交換通流運転時および運転休停止時における第1熱交換流路LK1と第2熱交換流路LK2との圧力変化を示したものである。図中、全運転状態とは熱交換システムSにおけるシステムコントローラ42およびユニットコントローラ41の電源が入り状態にある状態を示す。図2では、八つの時間帯を規定している。a〜hまでを合わせたものが全運転状態であり、bからgまでを合わせたものが圧力センサの計測による圧力監視状態である。cからeまでを合わせたものが何れかのポンプが作動している通流運転状態であり、dが熱交換運転状態である。
(運転開始)
運転開始時において、貯湯タンク2には、予め前記熱源機Eで昇温した水道温水が貯留されている。水道温水の温度は大よそ80℃前後である。
まず、昇温流体である冷温泉水の供給量を所期の量となるように湯はり供給栓11の開度を調節する。
このような制御部4の制御操作は、双方の圧力が検出可能であれば、当該熱交換システムSがどのような運転状態にあっても実施可能である。
上記実施形態では、漏れ検知診断運転を、第1流路L1には第1流体R1が満たされ、第2流路L2には第2流体R2が満たされた状態で行った。漏れ検知診断運転は1次側の圧力を急激に変化させるものであるが、場合によっては、当該加圧によって熱交換器1が破損する可能性もある。その場合に、第1流体R1と第2流体R2とが互いに隣接する状態で存在したのでは、何かの都合で、第2流体R2が第1熱交換流路LK1の側に混入する事態も生じ得る。
上記実施形態では、高温の温水によって第2流体R2である冷温水を昇温させる例を示した。本熱交換システムSは、この他にも図3に示すように、高温の温泉水の熱を利用して小型バイナリー発電を行う場合にも有効である。
また、第2流体R2である温泉水は、例えば第2ポンプP2を用いて地下からくみ上げたのち熱交換器1に導かれ、ここで第1流体R1である水などと熱交換される。熱が吸収された温泉水は、湯はり供給栓11にて水を加えて温度調節が行われ、浴槽8などに供給される。放熱後の温泉水は、当該浴槽8の他に設けた種々の施設にも供給される。
3 流路延長形成体
4 制御部
B1,B2 1次側通流弁
B3 流量調節通流弁
B4 バイパス用通流弁
B5,B6 2次側通流弁
B7 ドレン用通流弁
L1 第1流路
L2 第2流路
LK1 第1熱交換流路
LK2 第2熱交換流路
LB バイパス流路
LD ドレン流路
P1 第1ポンプ
P2 第2ポンプ
R1 第1流体
R2 第2流体
S 熱交換システム
S1,S2 1次側圧力センサ
S3,S4 2次側圧力センサ
Claims (5)
- 互いに熱交換を行うよう隣接配置された第1熱交換流路および第2熱交換流路を備えた熱交換器と、
前記第1熱交換流路に第1流体を通流させる第1流路と、
前記第2熱交換流路に第2流体を通流させる第2流路と、
前記第1流路のうち前記熱交換器の上流側および下流側の少なくとも何れか一方に設けた1次側圧力センサと、
前記第2流路のうち前記熱交換器の上流側および下流側の少なくとも何れか一方に設けた2次側圧力センサと、
前記第1流路のうち前記熱交換器の上流側および下流側に夫々設けた1次側通流弁と、
前記第2流路のうち前記熱交換器の上流側および下流側に夫々設けた2次側通流弁と、
前記第1熱交換流路および前記第1流路に前記第1流体を通流または通流停止させる第1ポンプと、
前記第2熱交換流路および前記第2流路に前記第2流体を通流または通流停止させる第2ポンプと、
前記1次側圧力センサおよび前記2次側圧力センサの少なくとも何れか一つからの検出値に基づいて、前記1次側通流弁、前記2次側通流弁、前記第1ポンプおよび前記第2ポンプの少なくとも何れか一つを操作可能な制御部とを備えると共に、
前記夫々設けた1次側通流弁を両端部とする前記第1流路および前記第1熱交換流路を含む流路の少なくとも一部の配置高さを
前記夫々設けた2次側通流弁を両端部とする前記第2流路および前記第2熱交換流路を含む流路の何れの部位よりも高くして、
前記第1熱交換流路の任意の位置での水頭圧が、それに対応する前記第2熱交換流路の位置での水頭圧よりも高くなるように設定し、
運転中および運転休停止中に前記第1熱交換流路の圧力を前記第2熱交換流路の圧力より高く保持するように構成してある熱交換システム。 - 前記第2熱交換流路の両端のうち低い側の端部に接続してある前記第2流路における前記第2熱交換流路と前記2次側通流弁との間の最も低い位置から前記第2熱交換流路よりも下方に分岐延長させたドレン流路および当該ドレン流路の開閉を行うドレン用通流弁を設けてある請求項1に記載の熱交換システム。
- 前記第1熱交換流路に対して下流側に位置する前記第1流路のうち前記1次側通流弁のさらに下流側の位置から分岐し、前記第2流路のうち前記第2熱交換流路と前記2次側通流弁との間の位置に接続されたバイパス流路および当該バイパス流路に設けたバイパス用通流弁を備え、
前記ドレン流路が、前記バイパス流路が接続されたのとは反対側の前記第2流路に接続してある請求項2に記載の熱交換システム。 - 前記第1熱交換流路の下流側に位置する前記第1流路における前記第1熱交換流路と前記1次側通流弁との間の位置に、前記第1流体の一定量を貯留できる流路延長形成体を設けてある請求項1から3の何れか一項に記載の熱交換システム。
- 前記制御部が、前記1次側通流弁、前記2次側通流弁、前記第1ポンプおよび前記第2ポンプのうち少なくとも何れか一つの動作を制御して、前記第1流路の圧力と前記第2流路の圧力との圧力差を急増変化させ、前記1次側圧力センサおよび前記2次側圧力センサのうち少なくとも何れか一方の検出値に基づいて、前記第1熱交換流路と前記第2熱交換流路との連通の有無を確認するように構成してある請求項1から4の何れか一項に記載の熱交換システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013023727A JP6064166B2 (ja) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | 熱交換システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013023727A JP6064166B2 (ja) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | 熱交換システム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014153003A true JP2014153003A (ja) | 2014-08-25 |
JP2014153003A5 JP2014153003A5 (ja) | 2016-04-21 |
JP6064166B2 JP6064166B2 (ja) | 2017-01-25 |
Family
ID=51575043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013023727A Active JP6064166B2 (ja) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | 熱交換システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6064166B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019124369A (ja) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | 三浦工業株式会社 | 冷水製造システム |
JP2020513941A (ja) * | 2017-01-20 | 2020-05-21 | フレセニウス メディカル ケア ホールディングス インコーポレーテッド | 血液透析装置の熱交換器における漏洩を検出する方法 |
JP2020173080A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 | 熱交換ユニット及び地下水利用システム |
CN114370665A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-19 | 北京英沣特能源技术有限公司 | 一种低碳园区数字化供热系统 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024096799A1 (en) * | 2022-11-03 | 2024-05-10 | Qvantum Industries Ab | A method for monitoring a check valve condition in a modular fluid-fluid heat transfer arrangement and a modular fluid-fluid heat transfer arrangement |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06109323A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-19 | Hitachi Cable Ltd | 風呂自動機能付風呂追焚装置 |
JP2007032867A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Osaka Gas Co Ltd | 熱供給システム |
JP2012002673A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Espec Corp | 環境試験装置 |
JP2014114993A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Asahi Kokusai Techneion Co Ltd | 熱交換器運転装置 |
-
2013
- 2013-02-08 JP JP2013023727A patent/JP6064166B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06109323A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-19 | Hitachi Cable Ltd | 風呂自動機能付風呂追焚装置 |
JP2007032867A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Osaka Gas Co Ltd | 熱供給システム |
JP2012002673A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Espec Corp | 環境試験装置 |
JP2014114993A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Asahi Kokusai Techneion Co Ltd | 熱交換器運転装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020513941A (ja) * | 2017-01-20 | 2020-05-21 | フレセニウス メディカル ケア ホールディングス インコーポレーテッド | 血液透析装置の熱交換器における漏洩を検出する方法 |
US11590454B2 (en) | 2017-01-20 | 2023-02-28 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | System of detecting a leak in a heat exchanger of a hemodialysis device |
JP2019124369A (ja) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | 三浦工業株式会社 | 冷水製造システム |
JP2020173080A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 | 熱交換ユニット及び地下水利用システム |
JP7348742B2 (ja) | 2019-04-12 | 2023-09-21 | ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 | 熱交換ユニット及び地下水利用システム |
CN114370665A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-19 | 北京英沣特能源技术有限公司 | 一种低碳园区数字化供热系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6064166B2 (ja) | 2017-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6064166B2 (ja) | 熱交換システム | |
JP2014153003A5 (ja) | ||
KR101819890B1 (ko) | 세정기능을 갖는 열교환기 | |
CN210772442U (zh) | 一种热泵两联供系统 | |
KR101693377B1 (ko) | 무인자동운전이 가능한 탱크리스 순간 열교환방식의 음용수 공급장치 및 그 제어기술 | |
JP2007139419A (ja) | ヒートポンプ給湯装置 | |
JP2004251593A (ja) | 蓄熱式給湯装置 | |
JP2005076960A (ja) | 給湯システム | |
JP5438535B2 (ja) | 貯湯式給湯装置 | |
KR101555959B1 (ko) | 태양열 집열장치 | |
WO2011117712A2 (en) | Conditioning apparatus | |
CN103994492B (zh) | 一种太阳能和壁挂炉联动的供热水系统及智能控制方法 | |
JP6138548B2 (ja) | 熱源装置 | |
JP2004308926A5 (ja) | ||
CN207379050U (zh) | 一种相变热水器 | |
CN107740129B (zh) | 带钢酸洗用酸的加热系统 | |
CN207632896U (zh) | 带钢酸洗用酸的加热系统 | |
JP2021096014A (ja) | ヒートポンプ式給湯機 | |
JP2008116146A (ja) | ヒートポンプ式給湯機 | |
JP3970194B2 (ja) | 熱源装置 | |
JP5411673B2 (ja) | タンク冷却水の温度管理システム | |
KR102403783B1 (ko) | 스팀 보일러 모니터링 시스템 | |
CN220452393U (zh) | 一种油温控制系统 | |
CN103398938A (zh) | 一种热交换器内腐蚀试验台 | |
JP4777746B2 (ja) | 太陽熱利用給湯システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160105 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6064166 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |