JP5989459B2 - Sugar solution purification system and sugar solution purification method - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプを用いた糖液精製システム及び糖液精製方法、並びに熱交換システムに関し、特に熱交換システムの構成に関する。 The present invention relates to a sugar liquid purification system and a sugar liquid purification method using a heat pump, and a heat exchange system, and more particularly to a configuration of a heat exchange system.
各種流体の浄化、精製を目的とした様々なプロセスが知られている。 Various processes for purifying and purifying various fluids are known.
例えば糖液の精製は、通常、活性炭、骨炭、イオン交換樹脂などによる脱色処理と、イオン交換樹脂による脱塩処理との組み合わせによって行われる。イオン交換樹脂による脱塩処理システムは対象とする糖類によって異なる。蔗糖液の精製の場合、蔗糖液を強塩基性アニオン交換樹脂塔と、弱酸性カチオン交換樹脂塔とに順次通液するリバース式システム、蔗糖液を強塩基性アニオン交換樹脂及び弱酸性カチオン交換樹脂の混床塔に通液する混床式システム、蔗糖液を強塩基性アニオン交換樹脂塔と、強塩基性アニオン交換樹脂及び弱酸性カチオン交換樹脂の混床塔と、に順次通液するシステムなどが知られている(特許文献1)。デンプン糖液の精製に関しては、強酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂を用いた複床式の前脱塩システムと、強酸性カチオン交換樹脂とII形強塩基性アニオン交換樹脂を用いた混床式の仕上げ脱塩システムと、によって構成されるシステムが知られている。デンプン糖以外の還元糖類の脱塩においても同様のシステムが用いられている(特許文献2)。糖液の精製においては、糖液の腐敗防止、異性化の制御、イオン交換樹脂の耐熱性などの種々の理由から、液温の調整を行う必要がある(特許文献3〜6)。
For example, the sugar solution is usually purified by a combination of decolorization treatment with activated carbon, bone charcoal, ion exchange resin, and the like and demineralization treatment with ion exchange resin. Desalination treatment systems using ion exchange resins differ depending on the target saccharide. For purification of sucrose liquid, a reverse system that sequentially passes the sucrose liquid through a strongly basic anion exchange resin tower and a weakly acidic cation exchange resin tower, and a sucrose liquid as a strongly basic anion exchange resin and a weakly acidic cation exchange resin Mixed bed system that passes through the mixed bed tower, system that sequentially passes the sucrose liquid through the strongly basic anion exchange resin tower, and the mixed bed tower of strong basic anion exchange resin and weak acid cation exchange resin, etc. Is known (Patent Document 1). For the purification of starch sugar liquor, a double-bed type pre-desalting system using a strongly acidic cation exchange resin and a weakly basic anion exchange resin, a strongly acidic cation exchange resin and a type II strongly basic anion exchange resin were used. A system composed of a mixed bed type finishing desalination system is known. A similar system is used for desalting reducing sugars other than starch sugar (Patent Document 2). In the purification of a sugar solution, it is necessary to adjust the solution temperature for various reasons such as prevention of spoilage of the sugar solution, control of isomerization, and heat resistance of the ion exchange resin (
流体の温度調整は糖液の精製に限らず、流体を取り扱う様々なプロセスで広く行われている。流体の温度調整は一般に加熱と冷却とによって行われる。加熱は、化石燃料の燃焼や電気エネルギー等で生成させた熱エネルギー、または温水、蒸気等の持つ熱エネルギーを直接流体に供給することによって行われる。冷却は、冷凍機、冷却塔などを用いて冷却対象の流体よりも温度の低い流体を製造し、冷却対象の流体が持つ熱エネルギーをこの温度の低い流体に直接移動させることによって行われる。加熱や冷却のために必要なエネルギーは、加熱対象や冷却対象ごとに個別に独立して投入される。しかし、この方法はエネルギーの回収ができないため、一般にプロセス全体の総エネルギー消費量が大きくなる。このため、エネルギー効率の高い熱交換手段としてヒートポンプが知られている(特許文献7)。 The temperature adjustment of the fluid is not limited to the purification of the sugar solution but is widely performed in various processes that handle the fluid. The temperature of the fluid is generally adjusted by heating and cooling. Heating is performed by supplying heat energy generated by combustion of fossil fuel, electric energy, or the like, or heat energy such as hot water or steam directly to the fluid. Cooling is performed by producing a fluid having a lower temperature than the fluid to be cooled using a refrigerator, a cooling tower, or the like, and directly transferring the thermal energy of the fluid to be cooled to the fluid having the lower temperature. The energy required for heating and cooling is input independently for each heating target and cooling target. However, this method does not allow for energy recovery, and generally increases the total energy consumption of the entire process. For this reason, a heat pump is known as a heat exchange means with high energy efficiency (Patent Document 7).
ヒートポンプは一方の熱源から受熱し、他方の熱源に放熱するため、原理的にエネルギーの回収効率あるいは利用効率が高い。従って、特に加熱と冷却が異なる部位で同時に行われるプロセスにおいて、ヒートポンプは効果的な熱交換手段である。本発明はエネルギー効率が一層改善され、特にエネルギー消費量の一層の低減が可能な、ヒートポンプを用いた糖液精製システムを提供することを目的とする。 Since the heat pump receives heat from one heat source and dissipates heat to the other heat source, in principle, the energy recovery efficiency or utilization efficiency is high. Therefore, a heat pump is an effective heat exchange means, particularly in a process in which heating and cooling are performed simultaneously in different parts. An object of the present invention is to provide a sugar liquid refining system using a heat pump, in which energy efficiency is further improved, and in particular, energy consumption can be further reduced.
本発明の糖液精製システムは、第1の糖液が複数の区間を順次流れるようにされた第1の配管と、第2の糖液が複数の区間を順次流れるようにされた第2の配管と、複数のヒートポンプと、を有している。複数のヒートポンプは、第1の配管の少なくとも1つの区間から受熱して第2の配管の複数の区間にそれぞれ放熱し、または第1の配管の複数の区間からそれぞれ受熱して第2の配管の少なくとも1つの区間に放熱する。 The sugar solution purification system of the present invention includes a first pipe in which a first sugar solution is allowed to flow in a plurality of sections sequentially, and a second pipe in which a second sugar solution is caused to flow in a plurality of sections. It has piping and a plurality of heat pumps. The plurality of heat pumps receive heat from at least one section of the first pipe and radiate heat to the plurality of sections of the second pipe, or receive heat from the plurality of sections of the first pipe and receive heat from the plurality of sections of the first pipe. Dissipate heat to at least one section.
ヒートポンプでは、内部を循環する冷媒が蒸発、圧縮、凝縮、膨張の熱サイクルを受ける。ヒートポンプの効率(成績係数)を上げるためには、凝縮温度と蒸発温度の差をできるだけ小さくすることが望ましい。これはヒートポンプで熱交換を行う2つの糖液の温度差が小さい方が好ましいことを意味する。1台のヒートポンプしか設けない場合、加熱または冷却の対象となる糖液の所望の温度変化を1台のヒートポンプで実現する必要があるため、凝縮温度と蒸発温度の差が大きくなる傾向にある。これに対し、本発明では複数のヒートポンプを設け、第1の配管の少なくとも1つの区間から受熱して第2の配管の複数の区間にそれぞれ放熱し、または第1の配管の複数の区間からそれぞれ受熱して第2の配管の少なくとも1つの区間に放熱するため、個々のヒートポンプにおける2つの糖液の温度差を小さくすることができる。従って、本発明の熱交換システムは、同じ流量の糖液を処理するのに必要なヒートポンプの総消費エネルギーを抑制することが可能となる。 In the heat pump, the refrigerant circulating inside undergoes a thermal cycle of evaporation, compression, condensation, and expansion. In order to increase the efficiency (coefficient of performance) of the heat pump, it is desirable to minimize the difference between the condensation temperature and the evaporation temperature. This means that it is preferable that the temperature difference between the two sugar solutions that perform heat exchange with a heat pump is smaller. When only one heat pump is provided, it is necessary to realize a desired temperature change of the sugar liquid to be heated or cooled with one heat pump, so that the difference between the condensation temperature and the evaporation temperature tends to increase. In contrast, in the present invention, a plurality of heat pumps are provided to receive heat from at least one section of the first pipe and dissipate heat to the plurality of sections of the second pipe, respectively, or from a plurality of sections of the first pipe, respectively. Since it receives heat and dissipates heat to at least one section of the second pipe, the temperature difference between the two sugar liquids in each heat pump can be reduced. Therefore, the heat exchange system of the present invention can suppress the total energy consumption of the heat pump necessary for processing the sugar solution having the same flow rate.
このように、本発明によれば、エネルギー効率が一層改善され、特にエネルギー消費量の一層の低減が可能な、ヒートポンプを用いた糖液精製システムを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a sugar liquid purification system using a heat pump, in which energy efficiency is further improved and energy consumption can be further reduced.
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る熱交換システム1の概略構成図である。本熱交換システム1は後述する糖液の精製の他、純水製造などの水処理にも適用することができる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
熱交換システム1は、内部を第1の流体F1が流れるようにされた第1の配管L1と、内部を第2の流体F2が流れるようにされた第2の配管L2と、第1の配管L1と第2の配管L2との間に位置する複数のヒートポンプHPと、を有している。第1及び第2の流体F1,F2は本実施形態では糖液であるが、これに限定されず、あらゆる種類の流体(液体及び気体)であってよい。第1の配管L1は第1の装置E11と第2の装置E12とを連絡しており、第2の配管L2は第3の装置E21と第4の装置E22とを連絡している。これらの装置E11〜E22は流体が流通可能である限り限定されず、イオン交換装置、活性炭等を用いた浄化装置、貯槽、フィルタ、膜装置、ポンプ、弁、冷却器、加熱器、熱交換器、計器等の配管上に設置可能なあらゆる要素を含む。また、図示は省略するが、第1の配管L1と第2の配管L2とを一つの配管対としたときに、複数の配管対が並列で設けられていてもよい。すなわち、複数の第1の配管の上流及び下流に共通の第1の母管が設けられ、同様に複数の第2の配管の上流及び下流に共通の第2の母管が設けられていてもよい。このような構成では、一つが配管対が本発明の対象である。
The
複数のヒートポンプHPは、第1の配管L1と第2の配管L2との間に直列に配列されている。図示の例では4つのヒートポンプ(第1〜第4のヒートポンプHP1〜HP4)を示している。各ヒートポンプHP1〜HP4は第1の配管L1の複数の区間S11〜S14からそれぞれ受熱して第2の配管L2の複数の区間S21〜S24にそれぞれ放熱する。従って、第1の配管L1内を流れる第1の流体F1は冷却され、第2の配管L2内を流れる第2の流体F2は加熱される。複数の区間S11〜S14はヒートポンプHP1〜HP4の蒸発器11(後述)と熱交換する、第1の配管上L1の区間であり、第1の流体F1がこれらの区間を区間S11、S12,S13,S14の順で順次流れる。第1の配管L1の第1〜第4の区間S11〜S14は第1の流体F1の流れる方向D1に関し上流側から下流側にこの順で位置している。第1の配管L1内を流れる流体F1の温度について、第1のヒートポンプHP1の入口側温度をT10、第1〜第4のヒートポンプHP1〜HP4の出口側温度をT11〜T14とすると、T10>T11>T12>T13>T14となる。 The plurality of heat pumps HP are arranged in series between the first pipe L1 and the second pipe L2. In the illustrated example, four heat pumps (first to fourth heat pumps HP1 to HP4) are shown. Each of the heat pumps HP1 to HP4 receives heat from the plurality of sections S11 to S14 of the first pipe L1 and dissipates heat to the plurality of sections S21 to S24 of the second pipe L2. Therefore, the first fluid F1 flowing through the first pipe L1 is cooled, and the second fluid F2 flowing through the second pipe L2 is heated. The plurality of sections S11 to S14 are sections on the first pipe L1 that exchange heat with the evaporators 11 (described later) of the heat pumps HP1 to HP4, and the first fluid F1 divides these sections into sections S11, S12, and S13. , S14 sequentially. The first to fourth sections S11 to S14 of the first pipe L1 are located in this order from the upstream side to the downstream side in the flow direction D1 of the first fluid F1. As for the temperature of the fluid F1 flowing in the first pipe L1, if the inlet side temperature of the first heat pump HP1 is T10 and the outlet side temperatures of the first to fourth heat pumps HP1 to HP4 are T11 to T14, T10> T11 > T12> T13> T14.
各ヒートポンプHP1〜HP4は第1の配管L1の第1〜第4の区間S11〜S14からそれぞれ受け取った熱を、第2の配管L2の第1〜第4の区間S21〜S24にそれぞれ放熱する。複数の区間S21〜S24はヒートポンプHP1〜HP4の凝縮器13(後述)と熱交換する、第2の配管上L2の区間であり、第2の流体F2がこれらの区間を区間S21、S22,S23,S24の順で順次流れる。第2の配管L2の第1〜第4の区間S21〜S24も第2の流体F2の流れる方向D2に関し上流側から下流側にこの順で位置している。第2の配管L2内を流れる流体F2の温度について、第1のヒートポンプHP1の入口側温度をT20、第1〜第4のヒートポンプHP1〜HP4の出口側温度をT21〜T24とすると、T24>T23>T22>T21>T20となる。 Each of the heat pumps HP1 to HP4 dissipates heat received from the first to fourth sections S11 to S14 of the first pipe L1 to the first to fourth sections S21 to S24 of the second pipe L2, respectively. The plurality of sections S21 to S24 are sections on the second pipe L2 that exchange heat with the condensers 13 (described later) of the heat pumps HP1 to HP4, and the second fluid F2 divides these sections into sections S21, S22, and S23. , S24 sequentially. The first to fourth sections S21 to S24 of the second pipe L2 are also located in this order from the upstream side to the downstream side with respect to the direction D2 in which the second fluid F2 flows. Regarding the temperature of the fluid F2 flowing in the second pipe L2, if the inlet side temperature of the first heat pump HP1 is T20 and the outlet side temperatures of the first to fourth heat pumps HP1 to HP4 are T21 to T24, T24> T23. > T22> T21> T20.
本実施形態では、第1の流体F1と第2の流体F2は、複数のヒートポンプHP1〜HP4の配列方向Aに関し同じ方向D1,D2に流体が流れるようにされている(並行流)。 In the present embodiment, the first fluid F1 and the second fluid F2 are configured to flow in the same directions D1 and D2 with respect to the arrangement direction A of the plurality of heat pumps HP1 to HP4 (parallel flow).
ヒートポンプHPは本実施形態では蒸気圧縮式を用いている。図2に示すように、ヒートポンプHPは、アンモニア、二炭化炭素、フロン類やR410Aを始めとする代替フロン類などの冷媒を蒸発させる蒸発器11と、冷媒を圧縮するコンプレッサ12と、冷媒を凝縮させる凝縮器13と、冷媒を膨張させる膨張弁14、とを備え、これらの要素11〜14がこの順で閉ループ15上に配置されている。冷媒は、閉ループ15内を循環しながら、蒸発、圧縮、凝縮、膨張の熱サイクルを受ける。蒸発器11に隣接して第1の配管L1が位置しており、冷媒が蒸発した際の気化熱によって、第1の配管L1内を流れる第1の流体F1から熱が奪われる。蒸発した冷媒はコンプレッサ12で圧縮され、高温高圧の気相となる。冷媒は次に凝縮器13に送られ、周囲に熱を放出して凝縮する。凝縮器に隣接して第2の配管L2が位置しており、凝縮の際に放出された凝縮熱が第2の配管L2内を流れる第2の流体F2に与えられる。凝縮した冷媒は膨張弁14を通って減圧冷却される。このようにしてヒートポンプHPの1サイクルの運転の間に、第1の配管L1からの受熱と、第2の配管L2への放熱が行われる。
In this embodiment, the heat pump HP uses a vapor compression type. As shown in FIG. 2, the heat pump HP includes an
ヒートポンプは蒸気圧縮式に加えて、熱電子式を用いることもできる。熱電子式ヒートポンプは、いわゆる熱電素子(ペルチェ素子)の原理を用いたヒートポンプである。基板上に設けられたp型半導体とn型半導体とが電極を介して直列に接続されており、pn接合部に電流を流すと、電流の向きに沿ってn型からp型となる接合部分では吸熱現象が、p型からn型になる接合部分では放熱現象が発生する。化学式、吸着式または吸収式のヒートポンプを用いることも可能である。例えば、化学式ヒートポンプは塩化カルシウム、酸化カルシウムなどの水和物が充填された反応室と、連通管を介して反応室と接続された凝縮室と、を備えている。反応室に充填された塩化カルシウム等の水和物が配管から受熱し、それによって水和物の水分子が水蒸気となって水和物から離脱し、凝縮室に移行する。凝縮室に移行した水蒸気は凝縮して液化し、隣接して位置する配管を加熱する。 In addition to the vapor compression type, the heat pump can also use a thermionic type. The thermoelectronic heat pump is a heat pump using the principle of a so-called thermoelectric element (Peltier element). A p-type semiconductor and an n-type semiconductor provided on a substrate are connected in series via electrodes, and when a current is passed through the pn junction, a junction that changes from n-type to p-type along the direction of the current Then, an endothermic phenomenon occurs, and a heat dissipation phenomenon occurs at a junction portion from p-type to n-type. It is also possible to use a chemical, adsorption or absorption heat pump. For example, a chemical heat pump includes a reaction chamber filled with a hydrate such as calcium chloride and calcium oxide, and a condensing chamber connected to the reaction chamber via a communication pipe. Hydrate such as calcium chloride filled in the reaction chamber receives heat from the piping, whereby water molecules of the hydrate are separated from the hydrate as water vapor and transferred to the condensation chamber. The water vapor transferred to the condensing chamber is condensed and liquefied, and the adjacent piping is heated.
図3は、蒸気圧縮式ヒートポンプの熱サイクルを示すモリエル線図である。冷媒は点Aから点Bの区間で、冷媒よりも高温の第1の流体F1と熱交換する。冷媒は加熱され、第1の配管L1から熱量QCを奪い、高温の第1の流体F1は冷却される(冷却工程)。冷媒は、点Bから点Cの区間ではコンプレッサによる圧縮仕事Wを受け、温度及び圧力が上昇する。冷媒は、点Cから点Dの区間では、冷媒よりも低温の第2の流体F2と熱交換する。冷媒は冷却され、熱量QHが第2の配管L2に放出され、低温の第2の流体F2は冷却される(加熱工程)。点Dから点Aの区間では、冷媒は膨張弁を通過しながら膨張し、減圧される。熱量QHは、熱量QCにコンプレッサの圧縮仕事Wを加えた値である(QH=QC+W)。加熱時の成績係数はQH/Wであり、冷却時の成績係数はQC/Wである。従って、Wが小さいほど成績係数は増加し、エネルギー効率が向上する。 FIG. 3 is a Mollier diagram showing the thermal cycle of the vapor compression heat pump. In the section from point A to point B, the refrigerant exchanges heat with the first fluid F1 having a temperature higher than that of the refrigerant. The refrigerant is heated, deprives heat Q C from the first pipe L1, the first fluid F1 of high temperature is cooled (cooling step). In the section from point B to point C, the refrigerant receives compression work W by the compressor, and the temperature and pressure rise. In the section from point C to point D, the refrigerant exchanges heat with the second fluid F2 having a temperature lower than that of the refrigerant. The refrigerant is cooled, the amount of heat Q H is released to the second pipe L2, and the low temperature second fluid F2 is cooled (heating step). In the section from point D to point A, the refrigerant expands while passing through the expansion valve and is depressurized. The amount of heat Q H is a value obtained by adding the compression work W of the compressor to the amount of heat Q C (Q H = Q C + W). The coefficient of performance during heating is Q H / W, and the coefficient of performance during cooling is Q C / W. Therefore, the smaller the W is, the higher the coefficient of performance is, and the energy efficiency is improved.
サイクルABCDは凝縮温度T2と蒸発温度T1に対応している。これに対してサイクルABC’D’は、より高い凝縮温度T2’に対応しており(蒸発温度T1は一定)、QHはQH’に増加するが、圧縮仕事WもW’に増加する。図より明らかな通りQH/W≧QH’/W’であるため、凝縮温度が増加すると加熱時の成績係数が低下する。同様にQC/W≧QC/W’であるため、凝縮温度が増加すると冷却時の成績係数も低下する。以上のように、成績係数を上げるには凝縮温度T2と蒸発温度T1の差(以下、ΔT、ΔT1等とする)をできるだけ小さくすることが有効である。 The cycle ABCD corresponds to the condensation temperature T2 and the evaporation temperature T1. In contrast, cycle ABC′D ′ corresponds to a higher condensation temperature T2 ′ (evaporation temperature T1 is constant), Q H increases to Q H ′, but compression work W also increases to W ′. . As is clear from the figure, since Q H / W ≧ Q H '/ W', the coefficient of performance during heating decreases as the condensation temperature increases. Similarly, since Q C / W ≧ Q C / W ′, the coefficient of performance during cooling decreases as the condensation temperature increases. As described above, in order to increase the coefficient of performance, it is effective to reduce the difference between the condensation temperature T2 and the evaporation temperature T1 (hereinafter referred to as ΔT, ΔT1, etc.) as much as possible.
図4には、本実施形態との比較のため、本実施形態と同数のヒートポンプが並列に設けられた参照例の構成を示している。図5(a),(b)にはそれぞれ本実施形態と参照例101における各ヒートポンプの出口温度を示している。図中、D1,D2は第1及び第2の流体F1,F2の流れる方向を示している。一般に配管の入口温度と出口温度はシステム要求により決定されることが多いため、各配管の入口温度T10,T20と出口温度T14,T24は本実施形態と参照例とで同じであるとする。また、分かりやすくするため第2の配管L2の入口温度T20は第1の配管L1の入口温度T10以上(T20≧T10)であるとし(図面はT20=T10としている)、凝縮温度と蒸発温度は各区間S11〜S24のヒートポンプ出口温度に等しいと仮定する。この場合、参照例のヒートポンプはいずれもΔT=T24−T14の温度差のサイクルで運転する。これに対し本実施形態では第1のヒートポンプHP1がΔT1=T21−T11の温度差、第2のヒートポンプHP2がΔT2=T22−T12の温度差、第3のヒートポンプHP3がΔT3=T23−T13の温度差、第4のヒートポンプHP4がΔT4=T24−T14の温度差のサイクルで運転する。T20≧T10としたので、T24>・・>T20≧T10>・・>T14の関係が成り立ち、第1〜第3のヒートポンプHP1〜HP3の温度差ΔT1〜ΔT3はΔT=T24−T14より小さくなる。これに対し第4のヒートポンプHP4の温度差ΔT4はΔTに等しい。従って、第1〜第3のヒートポンプHP1〜HP3は参照例のヒートポンプよりも高い成績係数で運転し、第4のヒートポンプHP4は参照例のヒートポンプと同等の成績係数で運転する。このため、全体としてのヒートポンプのエネルギー効率は実施形態の方が有利となり、より少ない動力費で運転することができる。 For comparison with the present embodiment, FIG. 4 shows a configuration of a reference example in which the same number of heat pumps as those of the present embodiment are provided in parallel. 5A and 5B show the outlet temperatures of the heat pumps in the present embodiment and the reference example 101, respectively. In the figure, D1 and D2 indicate directions in which the first and second fluids F1 and F2 flow. In general, the inlet temperature and the outlet temperature of the pipe are often determined by system requirements, and therefore, the inlet temperature T10, T20 and the outlet temperature T14, T24 of each pipe are the same in this embodiment and the reference example. For the sake of simplicity, the inlet temperature T20 of the second pipe L2 is assumed to be not less than the inlet temperature T10 of the first pipe L1 (T20 ≧ T10) (T20 = T10 in the drawing), and the condensation temperature and the evaporation temperature are It is assumed that it is equal to the heat pump outlet temperature in each section S11 to S24. In this case, all of the heat pumps of the reference examples are operated in a temperature difference cycle of ΔT = T24−T14. On the other hand, in the present embodiment, the first heat pump HP1 has a temperature difference of ΔT1 = T21−T11, the second heat pump HP2 has a temperature difference of ΔT2 = T22−T12, and the third heat pump HP3 has a temperature of ΔT3 = T23−T13. Difference, the fourth heat pump HP4 operates in a cycle of temperature difference of ΔT4 = T24−T14. Since T20 ≧ T10, the relationship of T24> ··· T20 ≧ T10> ··> T14 holds, and the temperature differences ΔT1 to ΔT3 of the first to third heat pumps HP1 to HP3 are smaller than ΔT = T24−T14. . On the other hand, the temperature difference ΔT4 of the fourth heat pump HP4 is equal to ΔT. Accordingly, the first to third heat pumps HP1 to HP3 operate with a higher coefficient of performance than the heat pump of the reference example, and the fourth heat pump HP4 operates with a coefficient of performance equivalent to that of the heat pump of the reference example. For this reason, the energy efficiency of the heat pump as a whole is more advantageous in the embodiment, and the operation can be performed with less power cost.
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態に係る熱交換システム2の概略構成図である。本実施形態では、第1の流体F1と第2の流体F2は、複数のヒートポンプの配列方向Aに関し互いに対向する方向D1,D2に流体が流れるようにされている(対向流)。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a heat exchange system 2 according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the first fluid F1 and the second fluid F2 are configured to flow in opposite directions D1 and D2 with respect to the arrangement direction A of the plurality of heat pumps (opposite flow). Other configurations are the same as those of the first embodiment.
図5(c)に本実施形態における各ヒートポンプの出口温度を示している。第1の流体F1と第2の流体F2の入口温度をそろえるため、T10=T24としている。本実施形態では第1のヒートポンプHP1がΔT1’=T20−T11の温度差、第2のヒートポンプHP2がΔT2’=T21−T12の温度差、第3のヒートポンプHP3がΔT3’=T22−T13の温度差、第4のヒートポンプHP4がΔT4’=T23−T14の温度差のサイクルで運転する。本実施形態は第1の実施形態と比べて、ΔT1’〜ΔT4’の変動が少ない。従って、各ヒートポンプの負荷も同程度となり、同一の容量、サイズのヒートポンプを用いることが容易である。ΔT1’〜ΔT4’はいずれも参照例のΔTより小さいため、参照例より少ない動力費で運転することができる。 FIG. 5C shows the outlet temperature of each heat pump in the present embodiment. In order to align the inlet temperatures of the first fluid F1 and the second fluid F2, T10 = T24. In the present embodiment, the first heat pump HP1 has a temperature difference of ΔT1 ′ = T20−T11, the second heat pump HP2 has a temperature difference of ΔT2 ′ = T21−T12, and the third heat pump HP3 has a temperature of ΔT3 ′ = T22−T13. Difference, the fourth heat pump HP4 operates in a cycle of temperature difference of ΔT4 ′ = T23−T14. This embodiment has less variation in ΔT1 ′ to ΔT4 ′ compared to the first embodiment. Therefore, the load of each heat pump becomes comparable, and it is easy to use heat pumps having the same capacity and size. Since ΔT1 ′ to ΔT4 ′ are all smaller than ΔT of the reference example, it is possible to operate with less power cost than the reference example.
(第3の実施形態)
図7は、本発明の第3の実施形態に係る熱交換システムの概略構成図である。本実施形態の熱交換システム3は、第1の配管L1と個々のヒートポンプHP1〜HP4との間に設けられた複数の個別循環流路(中間ループ)L31〜L34を有している。各循環流路L31〜L34には、第1の配管L1と循環流路L31〜L34との間で熱交換を行う循環流路熱交換器Hx1〜Hx4と、循環流路L31〜L34を流れる媒体F3を循環させるポンプP31〜P34と、が設けられている。複数のヒートポンプHP1〜HP4は個々の循環流路L31〜L34からそれぞれ受熱して、第2の配管L2の複数の区間S21〜S24にそれぞれ放熱する。循環流路に用いる媒体に特に制約はなく、特に、腐食性の弱い流体、スケールの発生しにくい流体、熱交換効率の高い流体が好適に用いられる。一例として水やCO2が利用可能であり、特にCO2は水をよりも効率的に熱を運搬できる。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a heat exchange system according to the third embodiment of the present invention. The
循環流路は図8に示すように、第2の配管L2と個々のヒートポンプHP1〜HP4との間に設けることもできる。この実施形態の熱交換システム4では、第2の配管L2と個々の循環流路L41〜L44との間で熱交換を行う複数の循環流路熱交換器Hx1〜Hx4と、循環流路L41〜L44を流れる媒体F3を循環させるポンプP41〜P44が設けられている。複数のヒートポンプHP1〜HP4は第1の配管L1の複数の区間S11〜S14からそれぞれ受熱して、個々の循環流路L41〜L44にそれぞれ放熱する。 As shown in FIG. 8, the circulation flow path can also be provided between the second pipe L2 and the individual heat pumps HP1 to HP4. In the heat exchange system 4 of this embodiment, a plurality of circulation channel heat exchangers Hx1 to Hx4 that exchange heat between the second pipe L2 and the individual circulation channels L41 to L44, and the circulation channels L41 to L41. Pumps P41 to P44 for circulating the medium F3 flowing through L44 are provided. The plurality of heat pumps HP1 to HP4 receive heat from the plurality of sections S11 to S14 of the first pipe L1 and dissipate heat to the circulation channels L41 to L44, respectively.
図示は省略するが、第1の配管L1と個々のヒートポンプHP1〜HP4との間、及び第2の配管L2と個々のヒートポンプHP1〜HP4との間に、それぞれ上述の循環流路を設けることもできる。 Although illustration is omitted, the above-described circulation flow paths may be provided between the first pipe L1 and the individual heat pumps HP1 to HP4 and between the second pipe L2 and the individual heat pumps HP1 to HP4. it can.
循環流路を設けることで、腐食性の高いプロセス流体を第1及び第2の流体F1,F2(または、そのいずれか)として直接ヒートポンプに導入する必要がなくなるため、ヒートポンプの信頼性を高めることが可能となる。例えば、後述する実施例において、カチオン交換樹脂塔で処理されたブドウ糖原液は腐食性が強いため、循環流路を介して熱交換を行うことはヒートポンプの保護の観点から有効である。また、汚染防止の要請が高いプロセス流体にヒートポンプの冷媒がリークして混入することもなくなり、プロセスの安全性を高めることができる。このような例として、厳しい安全性が求められる食品プロセスへの適用が挙げられる。 By providing the circulation flow path, it is not necessary to introduce a highly corrosive process fluid directly into the heat pump as the first and second fluids F1 and F2 (or one of them), so that the reliability of the heat pump is improved. Is possible. For example, in the examples described later, since the glucose stock solution treated in the cation exchange resin tower is highly corrosive, it is effective from the viewpoint of heat pump protection to perform heat exchange through the circulation channel. Further, the refrigerant of the heat pump does not leak into the process fluid that is highly demanded to prevent contamination, and the process safety can be improved. An example of this is application to food processes that require strict safety.
(第4の実施形態)
図9は、本発明の第4の実施形態に係る熱交換システムの概略構成図である。本実施形態の熱交換システム5は、第1の配管L1と複数のヒートポンプHP1〜HP4との間に設けられた単一の循環流路(中間ループ)L5と、第1の配管L1上の単一の区間S35と循環流路L5上の単一の区間S36との間で熱交換を行う循環流路熱交換器Hxと、循環流路L5を流れる媒体F3を循環させる1台のポンプP5と、を有している。循環流路L5は、媒体F3が複数の区間S31〜S34,S36を巡回しながら順次流れるようにされている。複数のヒートポンプHP1〜HP4は、循環流路熱交換器Hxを介して第1の配管L1から受熱した熱量を、循環流路L5の複数の区間S31〜S34から受熱して、第2の配管L2の複数の区間S21〜S24にそれぞれ放熱する。循環流路熱交換器Hxは複数個設けることもできる。すなわち、第1の配管L1上の2以上の区間と循環流路L5上の2以上の区間との間で熱交換を行う2以上の循環流路熱交換器を設け、2以上の循環流路熱交換器が第1の配管L1上の複数の区間からそれぞれ受熱して、循環流路L5の複数の区間にそれぞれ放熱してもよい。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a heat exchange system according to the fourth embodiment of the present invention. The
循環流路は図10に示すように、第2の配管L2と複数のヒートポンプとの間に設けることもできる。この実施形態の熱交換システム6では、第2の配管L2上の単一の区間S45と循環流路L6上の単一の区間S46との間で熱交換を行う循環流路熱交換器Hxと、循環流路L6を流れる媒体F3を循環させる1台のポンプP6と、を有している。循環流路L6は、媒体F3が複数の区間S41〜S44,S46を巡回しながら順次流れるようにされている。複数のヒートポンプHP1〜HP4は第1の配管L1の複数の区間S11〜S14からそれぞれ受熱した熱量を、循環流路L6の複数の区間S41〜S44へ放熱する。放熱された熱量は循環流路熱交換器Hxを介して第2の配管L2上の単一の区間S45へ放熱する。この場合も、循環流路熱交換器Hxは複数個設けることができる。すなわち、第2の配管L2上の2以上の区間と循環流路L6上の2以上の区間との間で熱交換を行う2以上の循環流路熱交換器を設け、2以上の循環流路熱交換器が循環流路L6の複数の区間からそれぞれ受熱して、第2の配管L2の複数の区間にそれぞれ放熱するようにしてもよい。
As shown in FIG. 10, the circulation flow path can be provided between the second pipe L2 and the plurality of heat pumps. In the
図11に示すように、第1の配管L1とヒートポンプHP1〜HP4との間、及び第2の配管L2とヒートポンプHP1〜HP4との間に、それぞれ本実施形態の単一の循環流路を設けることもできる。この実施形態の熱交換システム7では、第1の配管L1とヒートポンプHP1〜HP4との間に循環流路L5が、第2の配管L2とヒートポンプHP1〜HP4との間に循環流路L6が、それぞれ設けられている。各部の構成については図9,10の説明を参照されたい。
As shown in FIG. 11, the single circulation flow path of this embodiment is provided between the first pipe L1 and the heat pumps HP1 to HP4 and between the second pipe L2 and the heat pumps HP1 to HP4, respectively. You can also. In the
また、第3の実施形態の個別循環流路と本実施形態の循環流路とを組み合わせることも可能である。例えば、第1の配管L1(または第2の配管L2)の一部に隣接して個別循環流路を設け、第1の配管L1(または第2の配管L2)の他の一部に隣接して複数の区間を跨ぐ本実施形態の循環流路を設けることができる。あるいは、第1の配管L1と第2の配管L2の一方に第3の実施形態の循環流路を設け、他方に第4の実施形態の循環流路を設けることもできる。 It is also possible to combine the individual circulation channel of the third embodiment and the circulation channel of the present embodiment. For example, an individual circulation channel is provided adjacent to a part of the first pipe L1 (or the second pipe L2), and adjacent to another part of the first pipe L1 (or the second pipe L2). Thus, it is possible to provide the circulation channel of the present embodiment across a plurality of sections. Alternatively, the circulation channel of the third embodiment can be provided on one of the first pipe L1 and the second pipe L2, and the circulation channel of the fourth embodiment can be provided on the other.
さらに、第1の配管L1内を流れる第1の流体F1と第2の配管L2内を流れる第2の流体F2は、第1の実施形態の並行流としてもよいし、第2の実施形態の対向流としてもよい。同様に、循環流路の媒体の流れ方向も図示の例では反時計回りであるが、時計回りとすることもできる。 Furthermore, the first fluid F1 that flows in the first pipe L1 and the second fluid F2 that flows in the second pipe L2 may be the parallel flow of the first embodiment, or the second fluid F2 of the second embodiment. It may be counterflow. Similarly, the flow direction of the medium in the circulation channel is also counterclockwise in the illustrated example, but can also be clockwise.
本実施形態では第3の実施形態の個別循環流路と同じ効果が得られるほか、個別循環流路と比べ循環ポンプの台数が削減可能であり、設備のレイアウトによっては循環流路の総配管長さを低減することも可能である。 In this embodiment, the same effect as the individual circulation channel of the third embodiment can be obtained, and the number of circulation pumps can be reduced compared to the individual circulation channel. Depending on the layout of the equipment, the total pipe length of the circulation channel It is also possible to reduce the thickness.
また、循環経路を並列設置する場合と比べて、循環流路を流れる媒体の流量及び圧送動力を減少させることが可能である。循環経路を並列設置する場合、図12に示すような形態105となる。ここで、ヒートポンプに流す媒体の流量は上限、下限ともに実用上制限を受けることに注意する。すなわち、ヒートポンプの圧力損失に対する許容度などから流量の上限が決定し、ヒートポンプ内の蒸発器や凝縮器へ流れる媒体の偏流防止上の観点などから流量の下限が決定する。よって、循環経路を並列設置する場合、循環流量は各ヒートポンプの下限媒体流量の和以下とすることはできない。循環経路を単一ループで設置する場合、すべてのヒートポンプのうち、下限媒体流量の最も高いヒートポンプの流量が、循環流量の下限値となり、媒体の流量を減らすことが可能である。簡単のため、図9,12において、ヒートポンプの容量は全て同じとし、第1の配管L1におけるプロセス流量と温度変化も同一とする。媒体の熱交換器前段温度T34が同じであれば、並列設置の場合の循環流量Fpは各ヒートポンプの下限媒体流量×4となり、全ヒートポンプでの交換熱量の総量はFp×ΔTh×(循環媒体の比熱容量)となる。単一ループの循環経路において、T14-T10>ΔThであれば、単一ループの循環経路の場合の循環流量FsはFp>Fsとすることが可能である。
(糖液の精製プロセスへの適用例)
本発明の熱交換システムを糖液の精製プロセスに適用した例を示す。図13はブドウ糖の精製プロセス21の一例を示している。カチオン交換樹脂が充填されたカチオン交換樹脂塔22にブドウ糖の原液が約60℃で供給され、原液に含まれるカチオン成分が除去される。原液は熱交換器23で約42.5℃まで冷却され、強酸性のカチオン交換樹脂と弱塩基性のアニオン交換樹脂とが混床形式で充填されたイオン交換樹脂塔(MB塔)24に供給され、カチオン成分とアニオン交換成分が除去される。原液はヒートポンプ25(HP)とチラー水が供給される冷却器26とを通ってさらに冷却されたあと、最終的な仕上げ精製を行う混床式の最終段イオン交換樹脂塔(MB塔)27に供給され、カチオン成分とアニオン交換成分が除去される。ここまでの過程で、原液の温度はイオン交換樹脂塔24及び最終段イオン交換樹脂塔27におけるイオン交換樹脂の性能確保のため徐々に下げられており、最終段イオン交換樹脂塔27の出口温度は約25℃となっている。冷却された原液は熱交換器23に戻され、高温の原液との間で熱交換を行い、ほぼ同じ温度となるまで温度調整される。その後ヒートポンプ25で熱交換され、昇温したのち、さらに予熱器28で約70℃となるまで加熱される。
Further, it is possible to reduce the flow rate of the medium flowing through the circulation flow path and the pumping power as compared with the case where the circulation paths are installed in parallel. When the circulation paths are installed in parallel, the
(Application example for sugar liquid purification process)
The example which applied the heat exchange system of this invention to the refinement | purification process of a sugar liquid is shown. FIG. 13 shows an example of a
本適用例では、同一の原液(ただし、精製度は異なる)がヒートポンプ25の加熱側と冷却側に供給される。すなわち、イオン交換樹脂塔24から冷却器26までの配管区間が本発明の第1の配管L1に相当し、熱交換器23から予熱器28までの区間が本発明の第2の配管L2区間に相当している。また、冷却器26から熱交換器23までの区間は、第1の配管L1と第2の配管L2とを直列で接続する第3の配管L3を構成している。比較的精製度の低い高温の原液がヒートポンプ25の蒸発側で冷却され、最終段イオン交換樹脂塔27で所望の精製度に調整されたのち、ヒートポンプ25の凝縮側に供給される。このように同一の流体をまずヒートポンプ25の冷却側(第1の配管L1)に供給し、その後加熱側(第2の配管L2)に供給することで、他に利用すべき熱源がない場合でも、自己完結的に流体の加熱、冷却を行うことができる。
In this application example, the same stock solution (however, the degree of purification is different) is supplied to the heating side and the cooling side of the
また、本適用例では、原液をヒートポンプ25の加熱側と冷却側に供給する前に熱交換器23に通し、2つの原液がほぼ同じ温度となるように温度調整をしている。つまり、第1の配管L1の上流側の区間を第4の配管L4としたときに、熱交換器は第3の配管L3と第4の配管L4との間で熱交換を行う。これによって、高温の原液と低温の原液とがほぼ同じ温度に揃えられてから、これらの原液がヒートポンプ25の冷却側と加熱側とにそれぞれ供給される。高温の原液はイオン交換樹脂塔24での処理のため除熱することが望ましく、低温の原液は予熱器28での消費エネルギーを抑えるため加熱することが望ましい。第4の配管L4の温度は第3の配管L3の温度に比べて充分高いため、熱交換器23による熱の移動が可能である。また、蒸気圧縮式ヒートポンプでは、ヒートポンプからの放熱を受けた後の流体(L2、L6など)の温度が、ヒートポンプが受熱した後の流体の温度(L1、L5など)より低温となるのは、避けるべきである。凝縮不良などヒートポンプのトラブルの原因となるためである。よって熱交換器23はプロセス全体のエネルギー効率を改善し、ヒートポンプの運転状態を安定化する効果がある。
Moreover, in this application example, before supplying the undiluted solution to the heating side and the cooling side of the
また、熱交換の対象流体が、精製度は異なるものの基本的に同一の原液であるため、万が一熱交換器23でリークが生じ、双方の流体が混合しても被害を最小限にとどめることができる。
In addition, since the target fluid for heat exchange is basically the same undiluted solution with a different degree of purification, in the unlikely event that a leak occurs in the
なお、本発明が適用される糖液の精製プロセスは、少なくとも上述したヒートポンプが直列で設けられていればよく、糖液は第1の配管内と第2の配管内の少なくとも一方を流れるようにされていればよい。 In addition, the refinement | purification process of the sugar liquid to which this invention is applied should just be provided with the heat pump mentioned above at least in series, and sugar liquid flows through at least one in a 1st piping and a 2nd piping. It only has to be done.
(実施例1)
図14に示す装置で糖液の温度、流量及びヒートポンプの消費エネルギーを計測した。ヒートポンプは4台直列で配置し、ブドウ糖液は対向流で供給した。図中、TIは温度センサーを、HPはヒートポンプを、FIは流量計を示す。Bx(ブリックス糖濃度)30%のブドウ糖液をそれぞれ容量5m3のタンクに貯蔵し、第1及び第2の配管L1,L2に流量8.2m3/hで通液し、各ヒートポンプ流入前後のブドウ糖液の温度と各ヒートポンプの消費電力を測定した。第1の配管L1はヒートポンプが受熱する受熱側配管であり、糖液は冷却される。第2の配管L2はヒートポンプが放熱する放熱側配管であり、糖液は加熱される。表1に示すように、ブドウ糖液は、放熱側配管では39.8℃から66.4℃まで加熱され、受熱側配管では44.8℃から24.8℃まで冷却された。このときのヒートポンプの総消費電力は41.5kWであり、8.2m3/hのブドウ糖液が処理された。
Example 1
The temperature and flow rate of the sugar solution and the energy consumption of the heat pump were measured with the apparatus shown in FIG. Four heat pumps were arranged in series, and the glucose solution was supplied in a counterflow. In the figure, TI indicates a temperature sensor, HP indicates a heat pump, and FI indicates a flow meter. Bx (Brix sugar concentration) 30% glucose solution is stored in a tank of 5m 3 capacity and passed through the first and second pipes L1 and L2 at a flow rate of 8.2m 3 / h. The temperature of the glucose solution and the power consumption of each heat pump were measured. The first pipe L1 is a heat receiving side pipe that receives heat from the heat pump, and the sugar solution is cooled. The second pipe L2 is a heat radiation side pipe that radiates heat from the heat pump, and the sugar solution is heated. As shown in Table 1, the glucose solution was heated from 39.8 ° C. to 66.4 ° C. in the heat radiating side pipe and cooled from 44.8 ° C. to 24.8 ° C. in the heat receiving side pipe. The total power consumption of the heat pump at this time was 41.5 kW, and 8.2 m 3 / h glucose solution was processed.
比較例として、図15に示す装置で糖液の温度、流量及び消費エネルギーを計測した。比較例ではヒートポンプが1台だけ設けられている。その他の構成、計測条件は実施例1と同じである。ブドウ糖液の加熱側及び冷却側の温度変化は、実施例に対し若干の相違を生じたものの、ほぼ実施例1と同じであった。具体的には、表1に示すように、ブドウ糖液は、放熱側配管(L2)では40.3℃から64.1℃まで加熱され、受熱側配管(L1)では45.1℃から24.9℃まで冷却された。このときのヒートポンプの消費電力は13.0kWであり、1.5m3/hのブドウ糖液が処理された。 As a comparative example, the temperature, flow rate, and energy consumption of the sugar solution were measured with the apparatus shown in FIG. In the comparative example, only one heat pump is provided. Other configurations and measurement conditions are the same as those in the first embodiment. The temperature changes on the heating side and the cooling side of the glucose solution were almost the same as in Example 1, although there were some differences from the Example. Specifically, as shown in Table 1, the glucose solution is heated from 40.3 ° C. to 64.1 ° C. in the heat radiation side pipe (L2), and from 45.1 ° C. to 24. 5 in the heat reception side pipe (L1). Cooled to 9 ° C. The power consumption of the heat pump at this time was 13.0 kW, and a 1.5 m 3 / h glucose solution was processed.
ここで、実施例1と比較例の処理流量をできるだけ揃えるため、比較例において5台のヒートポンプを並列配置した場合を想定する。このときのヒートポンプの総消費電力は13.0×5=65.0kWとなり、1.5×5=7.5m3/hのブドウ糖液が処理されることになる。ブドウ糖1m3/hあたりの消費電力で比較すると、実施例1は41.5kW/8.2m3/h=5.1kW、比較例は65.0kW/7.5m3/h=8.7kWとなる。従って、実施例1は比較例よりもヒートポンプのエネルギー効率が高い。さらに、一般にヒートポンプは放熱側と受熱側の液温に差が出るほどエネルギー効率が低下するが、実施例1(直列式対向流)は比較例よりも、系全体での液温差が大きく、効率が高かった。 Here, in order to make the processing flow rates of Example 1 and the comparative example as uniform as possible, it is assumed that five heat pumps are arranged in parallel in the comparative example. The total power consumption of the heat pump at this time is 13.0 × 5 = 65.0 kW, and 1.5 × 5 = 7.5 m 3 / h glucose solution is processed. Comparing the power consumption per 1 m 3 / h of glucose, Example 1 is 41.5 kW / 8.2 m 3 /h=5.1 kW, and the comparative example is 65.0 kW / 7.5 m 3 /h=8.7 kW. Become. Therefore, Example 1 has higher energy efficiency of the heat pump than the comparative example. Furthermore, in general, the heat efficiency of the heat pump decreases as the liquid temperature on the heat radiating side and the heat receiving side become different, but Example 1 (series counterflow) has a larger liquid temperature difference in the whole system than the comparative example, and the efficiency Was expensive.
(実施例2)
図16に示す装置で糖液の温度、流量及びヒートポンプの消費エネルギーを計測した。ヒートポンプは5台直列で配置し、ブドウ糖液は並行流で供給した。5台直列で配置したのはブドウ糖液の温度変化を実施例1とできる限り揃えるためである。ブドウ糖液は、放熱側配管(L2)では39.8℃から67.0℃まで加熱され、受熱側配管(L1)では45.1℃から24.5℃まで冷却された。このときのヒートポンプの総消費電力は54.5kWであり、8.2m3/hのブドウ糖液が処理された。ブドウ糖1m3/hあたりの消費電力で比較すると、実施例2は54.5kW/8.2m3/h=6.6kW、比較例は8.7kWとなる。従って、実施例2は比較例よりもヒートポンプのエネルギー効率が高い。液温差とエネルギー効率の関係に関しても、実施例1と同様である。
(Example 2)
The temperature of the sugar solution, the flow rate, and the energy consumption of the heat pump were measured with the apparatus shown in FIG. Five heat pumps were arranged in series, and the glucose solution was supplied in parallel flow. The reason why the five units are arranged in series is to align the temperature change of the glucose solution with that of Example 1 as much as possible. The glucose solution was heated from 39.8 ° C. to 67.0 ° C. in the heat radiation side pipe (L2) and cooled from 45.1 ° C. to 24.5 ° C. in the heat reception side pipe (L1). The total power consumption of the heat pump at this time was 54.5 kW, and 8.2 m 3 / h glucose solution was processed. When compared with the power consumption per 1 m 3 / h of glucose, Example 2 is 54.5 kW / 8.2 m 3 /h=6.6 kW, and the comparative example is 8.7 kW. Therefore, Example 2 has higher energy efficiency of the heat pump than the comparative example. The relationship between the liquid temperature difference and the energy efficiency is the same as in the first embodiment.
A ヒートポンプの配列方向
D1,D2 第1、第2の流体の流れる方向
F1,F2 第1、第2の流体
Hx1〜Hx4 循環流路熱交換器
HP,HP1〜HP4 ヒートポンプ
L1〜L4 第1〜第4の配管
L31〜L34,L41〜L44,L5,L6 循環流路
P31〜P34,P41〜P44,P5,P6 ポンプ
S11〜S14,S21〜S24,S31〜S36,S41〜S46 区間
A Heat pump arrangement direction D1, D2 Flow direction of the first and second fluids F1, F2 First and second fluids Hx1 to Hx4 Circulation channel heat exchangers HP, HP1 to HP4 Heat pumps L1 to L4 First to second 4 piping L31-L34, L41-L44, L5, L6 Circulation flow path P31-P34, P41-P44, P5, P6 Pump S11-S14, S21-S24, S31-S36, S41-S46 Section
Claims (13)
前記複数のヒートポンプは、前記第1の配管の少なくとも1つの前記区間から受熱して前記第2の配管の複数の前記区間にそれぞれ放熱し、または前記第1の配管の複数の前記区間からそれぞれ受熱して前記第2の配管の少なくとも1つの前記区間に放熱する、糖液精製システム。 A first pipe in which the first sugar solution is made to flow in a plurality of sections sequentially; a second pipe in which the second sugar solution is made to flow in a plurality of sections; and a plurality of heat pumps. Have
The plurality of heat pumps receive heat from at least one section of the first pipe and dissipate heat to the plurality of sections of the second pipe, or receive heat from the plurality of sections of the first pipe, respectively. A sugar solution purification system that radiates heat to at least one of the sections of the second pipe.
複数のヒートポンプによって、前記第1の配管の少なくとも1つの前記区間から受熱して前記第2の配管の複数の前記区間にそれぞれ放熱し、または前記第1の配管の複数の前記区間からそれぞれ受熱して前記第2の配管の少なくとも1つの前記区間に放熱することを有する糖液精製方法。 A method of exchanging heat between a first pipe in which a first sugar solution is made to flow in a plurality of sections sequentially and a second pipe in which a second sugar solution is made to flow in a plurality of sections sequentially Because
The plurality of heat pumps receive heat from at least one section of the first pipe and dissipate heat to the plurality of sections of the second pipe, or receive heat from the plurality of sections of the first pipe. A method for refining a sugar solution, comprising radiating heat to at least one of the sections of the second pipe.
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