JPH0221199A - 給水温度調整方法 - Google Patents
給水温度調整方法Info
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- JPH0221199A JPH0221199A JP16867688A JP16867688A JPH0221199A JP H0221199 A JPH0221199 A JP H0221199A JP 16867688 A JP16867688 A JP 16867688A JP 16867688 A JP16867688 A JP 16867688A JP H0221199 A JPH0221199 A JP H0221199A
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- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
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- 239000008400 supply water Substances 0.000 claims 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、冷却水供給設備における冷却水の水温の調整
方法に関し、特に給水ポンプと冷却塔ファンとの合計消
費動力を低減できる方法に関するものである。
方法に関し、特に給水ポンプと冷却塔ファンとの合計消
費動力を低減できる方法に関するものである。
〈従来の技術〉
一般に製造工場においては真人な量の冷却水が使用され
ている。従来の冷却水系統の１例を第１図に実線で示し
た。給水槽ｌの水は、給水ポンプ２により昇圧され給水
管３を経て熱交換器６に給水され戻水管７をへて冷却塔
８で冷却され再び循環利用されている。
ている。従来の冷却水系統の１例を第１図に実線で示し
た。給水槽ｌの水は、給水ポンプ２により昇圧され給水
管３を経て熱交換器６に給水され戻水管７をへて冷却塔
８で冷却され再び循環利用されている。
このような冷却給水系統において、従来、次のような問
題点があった。
題点があった。
すなわち、冷却塔能力の設計は夏季の最も外気湿球温度
が高い時を対象にしてなされており、冷却水給水装置の
給水量と給水圧の設計もこの時の給水温度をもとにして
なされているので、夏季以外の季節においては給水温度
が低いため真に必要な給水量は、この設計値より低くな
り従って真に必要な給水圧も低くなる。しかしながら第
１図に実線で示すような冷却水系においては、水量調整
を自動！１１ｍ弁４あるいは手動１１即弁５で行うため
、流Ｗｋ！ＩＩＮ整のための弁にて給水圧力を消費して
いることになり給水量当りの動力費又は電力費が増加す
る。
が高い時を対象にしてなされており、冷却水給水装置の
給水量と給水圧の設計もこの時の給水温度をもとにして
なされているので、夏季以外の季節においては給水温度
が低いため真に必要な給水量は、この設計値より低くな
り従って真に必要な給水圧も低くなる。しかしながら第
１図に実線で示すような冷却水系においては、水量調整
を自動！１１ｍ弁４あるいは手動１１即弁５で行うため
、流Ｗｋ！ＩＩＮ整のための弁にて給水圧力を消費して
いることになり給水量当りの動力費又は電力費が増加す
る。
ここで給水温度に適した給水圧力に調整する方法として
特開昭５９−５６５１６号公報には、第１図にＡ部とし
て示すように水温検知器９によって給水温度を検知し、
これにより必要な圧力をあらかじめ求めておいた給水温
度と圧力との関数が入力しである圧力決定演算器１０に
よって決定し、この圧力と水圧検知器１１によって検知
された圧力の偏差を圧力制御器１２において算出し、こ
の圧力偏差信号を回転数詞ｉＴＪ装ｒＩ！、１３に変換
して給水ポンプモータ１４の回転数を制御する方法が開
示されている。
特開昭５９−５６５１６号公報には、第１図にＡ部とし
て示すように水温検知器９によって給水温度を検知し、
これにより必要な圧力をあらかじめ求めておいた給水温
度と圧力との関数が入力しである圧力決定演算器１０に
よって決定し、この圧力と水圧検知器１１によって検知
された圧力の偏差を圧力制御器１２において算出し、こ
の圧力偏差信号を回転数詞ｉＴＪ装ｒＩ！、１３に変換
して給水ポンプモータ１４の回転数を制御する方法が開
示されている。
また特開昭５７−１３９４６０号および特開昭５８−２
２５４１４号公報には、必要な流量を流すための必要末
端圧力とポンプからその部分までの圧力損失の和を求め
、その値になるようにポンプモータの回転数を制御する
方法が開示されている。
２５４１４号公報には、必要な流量を流すための必要末
端圧力とポンプからその部分までの圧力損失の和を求め
、その値になるようにポンプモータの回転数を制御する
方法が開示されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
これらの技術は、給水ポンプモータの回転数のみを制御
するものであって、給水ポンプの軸動力が回転数の３乗
に比例することと、冷却水系の実揚程は必ず確保しなけ
ればならないこと、そして一般に冷却塔ファンの軸動力
も給水ポンプの軸動力のほぼ５０％であることを考える
と、従来の技術は冷却水供給設備の合計消費動力を最小
にするものではない。
するものであって、給水ポンプの軸動力が回転数の３乗
に比例することと、冷却水系の実揚程は必ず確保しなけ
ればならないこと、そして一般に冷却塔ファンの軸動力
も給水ポンプの軸動力のほぼ５０％であることを考える
と、従来の技術は冷却水供給設備の合計消費動力を最小
にするものではない。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、給水
ポンプおよび冷却塔ファンとを含んだ冷却水供給設備の
合計消費動力が最小になるように給水温度を調節する方
法を提供することにある。
ポンプおよび冷却塔ファンとを含んだ冷却水供給設備の
合計消費動力が最小になるように給水温度を調節する方
法を提供することにある。
〈課題を解決するだめの手段〉
本発明は、冷却塔ファン風景によって給水温度を！ｒ１
節し、かつその給水温度に応じて給水流量を調整できる
冷却水供給設備において、給水温度。
節し、かつその給水温度に応じて給水流量を調整できる
冷却水供給設備において、給水温度。
戻水温度、外気エンタルピー、冷却塔ファンモータ回転
数を測定し、その測定値を用いて所定の給水温度に低下
させるのに必要な冷却塔ファン動力を算出し、さらに給
水ポンプの定格消費動力、定格および設定ポンプ出口圧
力を用いて所定の給水温度の低下により減少する給水ポ
ンプ動力を算出し、両者の算出値を比較し乍ら冷却塔フ
プ・ン風景を調整する給水温度調整方法である。
数を測定し、その測定値を用いて所定の給水温度に低下
させるのに必要な冷却塔ファン動力を算出し、さらに給
水ポンプの定格消費動力、定格および設定ポンプ出口圧
力を用いて所定の給水温度の低下により減少する給水ポ
ンプ動力を算出し、両者の算出値を比較し乍ら冷却塔フ
プ・ン風景を調整する給水温度調整方法である。
く作 用〉
冷却塔の能力は一般に次式で表わされる。
Ｕ ／ Ｎ ＝ ｋ−ａ −Ａ −Ｚ ／ Ｌ −ＣＮ
’ −−−−−（１）Ｕ：交換係数 Ｎ ： Ｌ／Ｇ （水空気比） Ｌ：水量（ｋｇ ／ ｈ ｒ ） Ｇ：空気量（ｋｇ／ｈｒ） ｋ：エンタルピー基準総括熱伝達係数 （ｋ−／ポ・ｈｒ・Δｉ） ａ：充填物１ボ当りの水と空気の接触面積（ボ／ポ） Ａ：塔断面積（ポ） ２：塔高さ（ｍ） Ｃ：比例係数 Ｊ ： −０，６〜−０，８ （充填物によって 定まる係数） （１）式の第３項は、同じ充填物を使った場合水空気の
量が変っても、その比がわかれば冷却塔の性能が求まる
ことを示している。
’ −−−−−（１）Ｕ：交換係数 Ｎ ： Ｌ／Ｇ （水空気比） Ｌ：水量（ｋｇ ／ ｈ ｒ ） Ｇ：空気量（ｋｇ／ｈｒ） ｋ：エンタルピー基準総括熱伝達係数 （ｋ−／ポ・ｈｒ・Δｉ） ａ：充填物１ボ当りの水と空気の接触面積（ボ／ポ） Ａ：塔断面積（ポ） ２：塔高さ（ｍ） Ｃ：比例係数 Ｊ ： −０，６〜−０，８ （充填物によって 定まる係数） （１）式の第３項は、同じ充填物を使った場合水空気の
量が変っても、その比がわかれば冷却塔の性能が求まる
ことを示している。
冷却する水の温度変化と吸込空気の状態とは（２）式の
関係でつり合っている。
関係でつり合っている。
Ｔ工：冷却塔入口水温（”Ｃ）
Ｔｚ：冷却塔出口水温、すなわら給水温（’Ｃ）ｉ：冷
却中の任意の塔内水温（°Ｃ） ｉ：水温ｔｗで熱交換中の空気の エンタルピー（ｋ、ｆ／ｋｇ ） ｉｗ ： ｔｗの水温に相当する飽和空気のエンタルピ
ー（ｋｃａｔ／ｋｇ） （１）式と（２）式から、出口水温をΔＴ°下げるのに
必要な風隋の増加割合は以下の式で求まる。
却中の任意の塔内水温（°Ｃ） ｉ：水温ｔｗで熱交換中の空気の エンタルピー（ｋ、ｆ／ｋｇ ） ｉｗ ： ｔｗの水温に相当する飽和空気のエンタルピ
ー（ｋｃａｔ／ｋｇ） （１）式と（２）式から、出口水温をΔＴ°下げるのに
必要な風隋の増加割合は以下の式で求まる。
ΔＴを具体的な値、例えば１°Ｃとおけば、（３）式の
右辺は、冷却塔入口水温、給水温、外気エンタルピーが
わかっていればシンプソンの公式等を用いて計算できる
。従って、給水温度を下げる時の次の（４）式で求めら
れる。
右辺は、冷却塔入口水温、給水温、外気エンタルピーが
わかっていればシンプソンの公式等を用いて計算できる
。従って、給水温度を下げる時の次の（４）式で求めら
れる。
一方、冷却塔ファンの軸動力は風量の３乗に比例するの
で消費動力増加量は、次の（５）式で求められる。
で消費動力増加量は、次の（５）式で求められる。
ＤＦ＝ファンの消費動力増加量（ｋｗ）Ｆｏ；定格消費
動力量（ｋ−） Ｇ、：定格風量（ｋｇ／ｈｒ） また、給水ポンプの軸動力は出口圧力の３／２乗に比例
するため消費動力の減少量は、次の（６）式％式％ ＤＰ：ポンプの消費動力減少量（ｋｗ）Ｐ６：定格消費
動力（ｋ−） １１゜：定格出口圧力（ｋｇ／ｃｄ） １１ＴＩ：給水温度がＴｚの時の設定出口圧力（ｋｇ／
ｃＪ） １１ｔｚ−ａテ＝給水温度が（ＴクーΔＴ）時の設定出
口圧力（ｋｇ／ｃ艷） （５）式、（６）式で求められるＯＦ、 ｏｒを比較し
Ｄｒ’＞叶であれば冷却塔の風量を増加させ、ＤＰ＜叶
であれば冷却塔の風景を減少させ、それをリアルタイム
で実施すれば、冷却塔ファンと給水ポンプとの合計全消
費動力を最小にする運転が可能である。
動力量（ｋ−） Ｇ、：定格風量（ｋｇ／ｈｒ） また、給水ポンプの軸動力は出口圧力の３／２乗に比例
するため消費動力の減少量は、次の（６）式％式％ ＤＰ：ポンプの消費動力減少量（ｋｗ）Ｐ６：定格消費
動力（ｋ−） １１゜：定格出口圧力（ｋｇ／ｃｄ） １１ＴＩ：給水温度がＴｚの時の設定出口圧力（ｋｇ／
ｃＪ） １１ｔｚ−ａテ＝給水温度が（ＴクーΔＴ）時の設定出
口圧力（ｋｇ／ｃ艷） （５）式、（６）式で求められるＯＦ、 ｏｒを比較し
Ｄｒ’＞叶であれば冷却塔の風量を増加させ、ＤＰ＜叶
であれば冷却塔の風景を減少させ、それをリアルタイム
で実施すれば、冷却塔ファンと給水ポンプとの合計全消
費動力を最小にする運転が可能である。
〈実施例〉
第１図は、給水流！ｉｌｔ調節のみを行っている冷却給
水系統（実線＋Ａ部）に新に２点鎖線で囲ったＢ部の機
能を付加した本発明の冷却給水系統図である。戻水管７
に設けた水温検知器２２にて戻水温度（冷却塔入口温度
）を検知し、温湿針１５にて外気エンタルピーを検知し
、水温検知器９によって検知された給水温度と冷却塔フ
ァンの回転数制御装置２１の出力を用いて、風量決定演
算器１６で（４）式に従って給水温度を下げるための風
量を求め、動力演算器１９で（５）式に従い動力増加分
を求める。−方、圧力決定演算器１０と同じ機能をもつ
圧力決定演算器１７で給水温度が下った場合の圧力を計
算し動力演算Ｒ１１８で（６）式に従い動力減少分を求
める。
水系統（実線＋Ａ部）に新に２点鎖線で囲ったＢ部の機
能を付加した本発明の冷却給水系統図である。戻水管７
に設けた水温検知器２２にて戻水温度（冷却塔入口温度
）を検知し、温湿針１５にて外気エンタルピーを検知し
、水温検知器９によって検知された給水温度と冷却塔フ
ァンの回転数制御装置２１の出力を用いて、風量決定演
算器１６で（４）式に従って給水温度を下げるための風
量を求め、動力演算器１９で（５）式に従い動力増加分
を求める。−方、圧力決定演算器１０と同じ機能をもつ
圧力決定演算器１７で給水温度が下った場合の圧力を計
算し動力演算Ｒ１１８で（６）式に従い動力減少分を求
める。
動力演算器１８．１９の演算結果の差を制御器２０にお
いて算出しこの偏差を回転数制御装置２１にて変更し冷
却塔ファンモータ２３を制御する。かくして、消費動力
を最も少なくする運転ができる。
いて算出しこの偏差を回転数制御装置２１にて変更し冷
却塔ファンモータ２３を制御する。かくして、消費動力
を最も少なくする運転ができる。
第１図に実線で示すような冷却給水系統を有す圧延工場
において、第１図のＡ部とＢ部との機能を付加した本発
明法によって給水ポンプ回転数と冷却塔ファンの回転数
を制御して、運転を行った。
において、第１図のＡ部とＢ部との機能を付加した本発
明法によって給水ポンプ回転数と冷却塔ファンの回転数
を制御して、運転を行った。
冷却水系統の仕様は次のとおりである。
最高給水温度＝３２°Ｃ
給水ポンプ定格動カニ １３２ｋｗＸ ２台冷却塔フ
ァン定格動カニ ６５ｋｗＸ ２台この実施例の成績を
第２図に示した。線ａは本発明の実施例、線すは第１図
のＢ部の機能がなく給水流量のみを制御した実施例、線
Ｃは第１図のＡＢ部の機能がなく何も制御しない場合の
実施例である。
ァン定格動カニ ６５ｋｗＸ ２台この実施例の成績を
第２図に示した。線ａは本発明の実施例、線すは第１図
のＢ部の機能がなく給水流量のみを制御した実施例、線
Ｃは第１図のＡＢ部の機能がなく何も制御しない場合の
実施例である。
夏季において線ａ、線すの差が小さいのは、給水温度が
高く給水ポンプが定格に近い点で運転しているので、定
格電力の小さい冷却塔ファンを能カー杯に運転して、で
きるだけ給水温度を下げ給水ポンプの回転数を下げるほ
うが消費動力が少いことを示している。
高く給水ポンプが定格に近い点で運転しているので、定
格電力の小さい冷却塔ファンを能カー杯に運転して、で
きるだけ給水温度を下げ給水ポンプの回転数を下げるほ
うが消費動力が少いことを示している。
一方冬季において線ａ、１ｉｉｌｂの差が大きいのは、
給水温度が低く、給水ポンプが定格よりもかなり乱れた
点で運転しているため、更に給水温度を下げてもそれに
よる動力削減効果は少く、むしろ冷却塔ファンの回転数
を下げたほうが全体の消費動力が少いことを示している
。
給水温度が低く、給水ポンプが定格よりもかなり乱れた
点で運転しているため、更に給水温度を下げてもそれに
よる動力削減効果は少く、むしろ冷却塔ファンの回転数
を下げたほうが全体の消費動力が少いことを示している
。
本実施例では給水ポンプ、冷却塔ファンの制御を回転数
制御で行う例をあげたが、翼角変更も通用できる。
制御で行う例をあげたが、翼角変更も通用できる。
〈発明の効果〉
以上説明した様に本発明方法によると、冷却水の供給設
備において給水温度、戻水温度、外気エンタルピーを測
定し、冷却塔ファン風量を稠整することによって給水ポ
ンプと冷却塔ファンとの合計消費動力を最小にすること
ができた。
備において給水温度、戻水温度、外気エンタルピーを測
定し、冷却塔ファン風量を稠整することによって給水ポ
ンプと冷却塔ファンとの合計消費動力を最小にすること
ができた。
第１図は、従来の冷却水系統と本発明に係る冷却水系統
とを合せて示した系統図、第２図は、本発明方法と従来
法との消費電力の１例を示したグラフである。 １０・・・圧力決定演算器、１１・・・水圧検知器、１
２・・・圧力制御器、 １３・・・回転数制御器、１
４・・・給水ポンプモータ、 １５・・・水温検知器（戻水）、 １６・・・風景決定演算器、１７・・・圧力決定演算器
、１８・・・動力演算器、 １９・・・動力演算器、
２０・・・制御器、 ２１・・・回転数制御装置
、２２・・・ｍ湿計、 ２３・・・冷却塔ファン
モータ。 １・・・給水槽、 ２・・・給水ポンプ、３・・
・給水管、 ４・・・自動調節弁、５・・・手
動酬節弁、 ６・・・熱交換器、７・・・戻水管、
８・・・冷却塔、９・・・水温検知器（給水）
、
とを合せて示した系統図、第２図は、本発明方法と従来
法との消費電力の１例を示したグラフである。 １０・・・圧力決定演算器、１１・・・水圧検知器、１
２・・・圧力制御器、 １３・・・回転数制御器、１
４・・・給水ポンプモータ、 １５・・・水温検知器（戻水）、 １６・・・風景決定演算器、１７・・・圧力決定演算器
、１８・・・動力演算器、 １９・・・動力演算器、
２０・・・制御器、 ２１・・・回転数制御装置
、２２・・・ｍ湿計、 ２３・・・冷却塔ファン
モータ。 １・・・給水槽、 ２・・・給水ポンプ、３・・
・給水管、 ４・・・自動調節弁、５・・・手
動酬節弁、 ６・・・熱交換器、７・・・戻水管、
８・・・冷却塔、９・・・水温検知器（給水）
、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 冷却塔ファン風量によって給水温度を調節し、かつその
給水温度に応じて給水流量を調整できる冷却水供給設備
において、 給水温度、戻水温度、外気エンタルピー、冷却塔ファン
モータ回転数を測定し、その測定値を用いて所定の給水
温度に低下させるのに必要な冷却塔ファン動力を算出し
、さらに給水ポンプの定格消費動力、定格および設定ポ
ンプ出口圧力を用いて所定の給水温度の低下により減少
する給水ポンプ動力を算出し、両者の算出値を比較し乍
ら冷却塔ファン風量を調整することを特徴とする給水温
度調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16867688A JPH0221199A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 給水温度調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16867688A JPH0221199A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 給水温度調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221199A true JPH0221199A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15872419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16867688A Pending JPH0221199A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 給水温度調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221199A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008298405A (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Yamatake Corp | 冷却水温度の推測方法および推測装置 |
| JP2019100669A (ja) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 三菱重工業株式会社 | 補機動力決定装置、プラント、補機動力決定方法、およびプログラム |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP16867688A patent/JPH0221199A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008298405A (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Yamatake Corp | 冷却水温度の推測方法および推測装置 |
| JP2019100669A (ja) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 三菱重工業株式会社 | 補機動力決定装置、プラント、補機動力決定方法、およびプログラム |
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