JPH10281695A - 熱交換器の洗浄時期検知方法および装置 - Google Patents
熱交換器の洗浄時期検知方法および装置Info
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- JPH10281695A JPH10281695A JP8407897A JP8407897A JPH10281695A JP H10281695 A JPH10281695 A JP H10281695A JP 8407897 A JP8407897 A JP 8407897A JP 8407897 A JP8407897 A JP 8407897A JP H10281695 A JPH10281695 A JP H10281695A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の流量低下や圧力損失の計測に基づく洗
浄時期の判別は、伝熱性能が大きく低下していても計測
データに変化が現れ難く、最適洗浄時期を逸してしま
う。流量を流量調節弁等でコントロールする熱交換器で
は、汚れの度合いと流量低下及び圧力損失の基準との間
の相関関係がなくなり洗浄時期判別不能となる。 【解決手段】 熱交換器１の高温側と低温側の各出入口
に、高温側流体入口温度Ｔ1 と出口温度Ｔ2 、低温側流
体入口温度ｔ1 と出口温度ｔ2 を計測するための温度計
Ｔr1，Ｔr2，ｔr1，ｔr2を設ける。高温側およぴ低温側
の２流体の流量Ｑ１、Ｑ２を計測するために流量計Ｆ
１，Ｆ２を設ける。温度計と流量計Ｆ１，Ｆ２の各計測
値をパソコン２に自動的に取込む。パソコン２は伝熱性
能に関する演算を所定時間毎に自動的に実行し、汚れ抵
抗Ｒｄが所定値よりも大きくなったとき、あるいは汚れ
総括伝熱係数Ｕｄが所定値よりも低くなった時を最適洗
浄時期として外部に出力ないし表示する。
浄時期の判別は、伝熱性能が大きく低下していても計測
データに変化が現れ難く、最適洗浄時期を逸してしま
う。流量を流量調節弁等でコントロールする熱交換器で
は、汚れの度合いと流量低下及び圧力損失の基準との間
の相関関係がなくなり洗浄時期判別不能となる。 【解決手段】 熱交換器１の高温側と低温側の各出入口
に、高温側流体入口温度Ｔ1 と出口温度Ｔ2 、低温側流
体入口温度ｔ1 と出口温度ｔ2 を計測するための温度計
Ｔr1，Ｔr2，ｔr1，ｔr2を設ける。高温側およぴ低温側
の２流体の流量Ｑ１、Ｑ２を計測するために流量計Ｆ
１，Ｆ２を設ける。温度計と流量計Ｆ１，Ｆ２の各計測
値をパソコン２に自動的に取込む。パソコン２は伝熱性
能に関する演算を所定時間毎に自動的に実行し、汚れ抵
抗Ｒｄが所定値よりも大きくなったとき、あるいは汚れ
総括伝熱係数Ｕｄが所定値よりも低くなった時を最適洗
浄時期として外部に出力ないし表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器の最適洗
浄時期を伝熱性能の低下度合いに基づいて検知する方法
および装置に関する。
浄時期を伝熱性能の低下度合いに基づいて検知する方法
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器の伝熱面に汚れが付着堆積する
と、伝熱性能が低下して熱交換器を使用した生産ライン
などに影響がでる。このため、汚れがある程度付着した
段階で性能回復を目的として熱交換器の伝熱面の洗浄作
業が実施されている。この洗浄の方法としてはＣＩＰ洗
浄（定置洗浄）と分解洗浄の２方法があるが、いずれの
方法でもいつ洗浄すべきかを的確に判別することが、熱
交換器の稼働率低下防止および洗浄コストの低減のため
に重要である。
と、伝熱性能が低下して熱交換器を使用した生産ライン
などに影響がでる。このため、汚れがある程度付着した
段階で性能回復を目的として熱交換器の伝熱面の洗浄作
業が実施されている。この洗浄の方法としてはＣＩＰ洗
浄（定置洗浄）と分解洗浄の２方法があるが、いずれの
方法でもいつ洗浄すべきかを的確に判別することが、熱
交換器の稼働率低下防止および洗浄コストの低減のため
に重要である。
【０００３】現在、最も多く用いられている洗浄時期判
別方法は、熱交換器を通過する流体の流量低下や圧力損
失を基準としており、流量低下や圧力損失が一定値を越
えた時をもって最適洗浄時期とみなしている。この判別
方法は流量計や圧力計などの設備費が安価であり、また
現場管理としても容易であるという利点がある。
別方法は、熱交換器を通過する流体の流量低下や圧力損
失を基準としており、流量低下や圧力損失が一定値を越
えた時をもって最適洗浄時期とみなしている。この判別
方法は流量計や圧力計などの設備費が安価であり、また
現場管理としても容易であるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、流量低下や圧
力損失は汚れの度合いを判別する際の一つの尺度にはな
るが、次に述べるように汚れの度合いを客観的ないし量
的に正確に表すことができないという課題がある。すな
わち、 （１）汚れは伝熱面の表面に薄く付着する場合が殆どで
あるが、このような薄い汚れでは流量変化や圧力損失は
微少であり、通常の流量計や圧力計ではその変化を殆ど
検知できない。従って、流量変化あるいは圧力損失で検
知できる程度まで汚れ付着が進行した段階で初めて洗浄
が必要であることが分かるのであるが、この段階では熱
交換器の伝熱性能は既に大きく低下しており、知らない
間に生産ラインなどに相当の悪影響を及ぼしていたこと
になる。 （２）流量変化や圧力損失で検知できる程度の多量のス
ケールが伝熱面に付着した場合、ＣＩＰ洗浄では充分な
スケール除去ができないことがあり、過度の洗浄条件
（薬剤使用量増加、洗浄時間延長など）を必要とする。
また分解洗浄においてもスケール除去に手間がかかる。
そのため生産ラインの停止時間が長くなって生産計画に
も思わぬ支障が及ぶという課題がある。 （３）特に、流体の流量が流量調節弁等でコントロール
される熱交換器の場合、汚れ付着量と流量低下および圧
力損失の基準との間の相関関係がなくなるので、流量お
よび圧力損失の判別基準をまったく定めることができ
ず、的確な洗浄時期を知ることができない。
力損失は汚れの度合いを判別する際の一つの尺度にはな
るが、次に述べるように汚れの度合いを客観的ないし量
的に正確に表すことができないという課題がある。すな
わち、 （１）汚れは伝熱面の表面に薄く付着する場合が殆どで
あるが、このような薄い汚れでは流量変化や圧力損失は
微少であり、通常の流量計や圧力計ではその変化を殆ど
検知できない。従って、流量変化あるいは圧力損失で検
知できる程度まで汚れ付着が進行した段階で初めて洗浄
が必要であることが分かるのであるが、この段階では熱
交換器の伝熱性能は既に大きく低下しており、知らない
間に生産ラインなどに相当の悪影響を及ぼしていたこと
になる。 （２）流量変化や圧力損失で検知できる程度の多量のス
ケールが伝熱面に付着した場合、ＣＩＰ洗浄では充分な
スケール除去ができないことがあり、過度の洗浄条件
（薬剤使用量増加、洗浄時間延長など）を必要とする。
また分解洗浄においてもスケール除去に手間がかかる。
そのため生産ラインの停止時間が長くなって生産計画に
も思わぬ支障が及ぶという課題がある。 （３）特に、流体の流量が流量調節弁等でコントロール
される熱交換器の場合、汚れ付着量と流量低下および圧
力損失の基準との間の相関関係がなくなるので、流量お
よび圧力損失の判別基準をまったく定めることができ
ず、的確な洗浄時期を知ることができない。
【０００５】本発明の目的は、流量調節弁等を使用した
熱交換器であっても、その伝熱面の汚れ度合いを正確に
知ることができて、最適洗浄時期での洗浄実施が可能
で、洗浄のための作業期間とコストを最短最少にし得
て、熱交換器が配設された生産ラインなどへの影響を必
要最小限度に止めることができる熱交換器の洗浄時期検
知方法および装置を提供することにある。
熱交換器であっても、その伝熱面の汚れ度合いを正確に
知ることができて、最適洗浄時期での洗浄実施が可能
で、洗浄のための作業期間とコストを最短最少にし得
て、熱交換器が配設された生産ラインなどへの影響を必
要最小限度に止めることができる熱交換器の洗浄時期検
知方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明の洗浄時期検知方法は、熱交換器を介して互いに
熱交換する２流体の熱交換器入口と出口における温度お
よび流量から伝熱性能を演算し、該伝熱性能に基づいて
熱交換器の洗浄時期を検知するようにした。
本発明の洗浄時期検知方法は、熱交換器を介して互いに
熱交換する２流体の熱交換器入口と出口における温度お
よび流量から伝熱性能を演算し、該伝熱性能に基づいて
熱交換器の洗浄時期を検知するようにした。
【０００７】また本発明の洗浄時期検知装置は、熱交換
器の第１流体と第２流体の各流路の入口および出口にそ
れぞれ配設された４つの温度計と、各流路に配設された
２つの流量計と、前記４つの温度計と２つの流量計の各
計測値に基づいて熱交換器の伝熱性能を演算すると共に
該伝熱性能が基準値以下になった時を洗浄時期と判別す
るコンピュータとを有する。
器の第１流体と第２流体の各流路の入口および出口にそ
れぞれ配設された４つの温度計と、各流路に配設された
２つの流量計と、前記４つの温度計と２つの流量計の各
計測値に基づいて熱交換器の伝熱性能を演算すると共に
該伝熱性能が基準値以下になった時を洗浄時期と判別す
るコンピュータとを有する。
【０００８】本発明の方法と装置は以上の如く構成さ
れ、これにより流量調節弁等の影響を受けることなく伝
熱性能に基づいた理論的かつ客観的な汚れ付着量検出が
可能となり、流量調節弁等の有無に拘わらず熱交換器の
最適洗浄時期の正確な判別が可能となる。
れ、これにより流量調節弁等の影響を受けることなく伝
熱性能に基づいた理論的かつ客観的な汚れ付着量検出が
可能となり、流量調節弁等の有無に拘わらず熱交換器の
最適洗浄時期の正確な判別が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図に
基づいて説明する。図１で１は熱交換器であって、この
熱交換器１の高温側と低温側の各出入口には、高温側流
体入口温度Ｔ 1 と出口温度Ｔ2 、低温側流体入口温度ｔ
1 と出口温度ｔ2 の合計４つの温度を連続的または間欠
的に計測するための温度計Ｔr1，Ｔr2，ｔr1，ｔr2が配
設されている。
基づいて説明する。図１で１は熱交換器であって、この
熱交換器１の高温側と低温側の各出入口には、高温側流
体入口温度Ｔ 1 と出口温度Ｔ2 、低温側流体入口温度ｔ
1 と出口温度ｔ2 の合計４つの温度を連続的または間欠
的に計測するための温度計Ｔr1，Ｔr2，ｔr1，ｔr2が配
設されている。
【００１０】また、高温側およぴ低温側の２流体の流量
Ｑ１、Ｑ２を連続的または間欠的に計測するために、流
量計Ｆ１，Ｆ２が配設されている。
Ｑ１、Ｑ２を連続的または間欠的に計測するために、流
量計Ｆ１，Ｆ２が配設されている。
【００１１】温度計Ｔr1，Ｔr2，ｔr1，ｔr2と流量計Ｆ
１，Ｆ２の各計測値は、パソコン２に自動的に取込まれ
るようになっている。そしてパソコン２によって次の各
式で表わされる演算が所定時間毎に自動的に実行され、
例えば汚れ抵抗Ｒｄが所定値よりも大きくなったとき、
あるいは汚れ総括伝熱係数Ｕｄが所定値よりも低くなっ
た時を最適洗浄時期としてプリンタやディスプレイなど
の外部装置に出力ないし表示するようになっている。
１，Ｆ２の各計測値は、パソコン２に自動的に取込まれ
るようになっている。そしてパソコン２によって次の各
式で表わされる演算が所定時間毎に自動的に実行され、
例えば汚れ抵抗Ｒｄが所定値よりも大きくなったとき、
あるいは汚れ総括伝熱係数Ｕｄが所定値よりも低くなっ
た時を最適洗浄時期としてプリンタやディスプレイなど
の外部装置に出力ないし表示するようになっている。
【００１２】 Ｑ＝Ｗ１・γ１・ｃ１・（Ｔ1 −Ｔ2 ） …（交換熱量） または、 Ｑ＝Ｗ２・γ２・ｃ２・（ｔ2 −ｔ1 ） …（交換熱量） ここで、Ｗ１，Ｗ２は高温側と低温側の流量、γ１，γ
２は高温側と低温側の流体の比重量、ｃ１，ｃ２は高温
側と低温側の比熱である。
２は高温側と低温側の流体の比重量、ｃ１，ｃ２は高温
側と低温側の比熱である。
【００１３】 Ｑ＝Ｕｄ・Ａ・ΔＴL …（交換熱量） ΔＴL ＝｛(T1-t2)-(T2-t1)｝／ln｛(T1-t2) ／(T2-t1) ｝ …（対数平均温度差） １／Ｕｃ＝（１／ｈ１）＋（１／ｈ２）＋Ｒｐ … １／Ｕｄ＝（１／Ｕｃ）＋Ｒｄ … 前記各式において、 Ｑ：交換熱量 Ｕ：総括伝熱係数 Ｕｃ：清き総括伝熱係数 Ｕｄ：汚れ総括伝熱係数 Ａ：伝熱面積 ΔＴL ：対数平均温度差 ｈ１：高温側境膜伝熱係数 ｈ２：低温側境膜伝熱係
数 Ｒｐ：プレート抵抗 Ｒｄ：汚れ抵抗 ここで、ｈ１，ｈ２の境膜伝熱係数は性能式が知られて
おり、現場運転における２流体の流量、温度、物性を性
能式に入力すれば容易に算出できる。
数 Ｒｐ：プレート抵抗 Ｒｄ：汚れ抵抗 ここで、ｈ１，ｈ２の境膜伝熱係数は性能式が知られて
おり、現場運転における２流体の流量、温度、物性を性
能式に入力すれば容易に算出できる。
【００１４】Ｒｐ（プレート抵抗）も同様に知られてい
るので、Ｕｃ（清き総括伝熱係数）が容易に計算でき
る。
るので、Ｕｃ（清き総括伝熱係数）が容易に計算でき
る。
【００１５】Ｕｄ（汚れ総括伝熱係数）は、現場運転デ
ータに基づき〜式から算出できる。
ータに基づき〜式から算出できる。
【００１６】従って、前記のＵｃとＵｄを用いて式よ
りＲｄ（汚れ抵抗）が求められる。
りＲｄ（汚れ抵抗）が求められる。
【００１７】本発明ではこのＲｄ（汚れ抵抗）の大きさ
で熱交換器１の伝熱面の汚れ度合いを把握し、Ｒｄが所
定値以上（すなわち伝熱性能が基準値以下）になった時
に洗浄が必要であると判断する。
で熱交換器１の伝熱面の汚れ度合いを把握し、Ｒｄが所
定値以上（すなわち伝熱性能が基準値以下）になった時
に洗浄が必要であると判断する。
【００１８】この所定値は、これよりもＲｄが大きくな
ると熱交換器の伝熱性能が実用上不十分になることを意
味し、かつ、汚れ（スケール）の層が厚くなり過ぎて洗
浄コストと洗浄時間が余分にかかることを意味する。ま
た、２流体の流量が安定（一定化）している場合には、
汚れ抵抗Ｒｄの所定値を用いる以外に、汚れ総括伝熱係
数Ｕｄの所定値を用いて洗浄時期の判定をすることも可
能である。
ると熱交換器の伝熱性能が実用上不十分になることを意
味し、かつ、汚れ（スケール）の層が厚くなり過ぎて洗
浄コストと洗浄時間が余分にかかることを意味する。ま
た、２流体の流量が安定（一定化）している場合には、
汚れ抵抗Ｒｄの所定値を用いる以外に、汚れ総括伝熱係
数Ｕｄの所定値を用いて洗浄時期の判定をすることも可
能である。
【００１９】なお、本発明を適用可能な熱交換器は、プ
レート式、多管式、コイル式などあらゆる型式の熱交換
器である。
レート式、多管式、コイル式などあらゆる型式の熱交換
器である。
【００２０】
【発明の効果】本発明は前述の如く、２流体の熱交換器
入口と出口における温度および流量から伝熱性能を演算
し、この伝熱性能に基づいて熱交換器の洗浄時期を検知
するようにしたから、流量が流量調節弁等でコントロー
ルされる熱交換器であっても、洗浄時期を正確に把握判
別することができ、熱交換器の伝熱性能が実用上不足に
陥るのを未然に防止できると共に、汚れの層が厚くなり
過ぎないうちに低コストかつ短時間洗浄にて十分な洗浄
効果を上げることができる。
入口と出口における温度および流量から伝熱性能を演算
し、この伝熱性能に基づいて熱交換器の洗浄時期を検知
するようにしたから、流量が流量調節弁等でコントロー
ルされる熱交換器であっても、洗浄時期を正確に把握判
別することができ、熱交換器の伝熱性能が実用上不足に
陥るのを未然に防止できると共に、汚れの層が厚くなり
過ぎないうちに低コストかつ短時間洗浄にて十分な洗浄
効果を上げることができる。
【００２１】また、本発明の洗浄時期検知装置は４つの
温度計、２つの流量計およびコンピュータを組合わせた
簡単なシステム構成であるから、既存の熱交換器にも容
易に付設できることは勿論、コンピューターへの計測値
自動入力と演算結果自動出力の設定によりメインテナン
スフリーとすることができ、現場での装置管理の負担が
非常に少なくて済む。
温度計、２つの流量計およびコンピュータを組合わせた
簡単なシステム構成であるから、既存の熱交換器にも容
易に付設できることは勿論、コンピューターへの計測値
自動入力と演算結果自動出力の設定によりメインテナン
スフリーとすることができ、現場での装置管理の負担が
非常に少なくて済む。
【図１】本発明に係る洗浄時期の検知装置の概略構成
図。
図。
１…熱交換器 ２…パソコン（コンピュータ） Ｆ１，Ｆ２…流量計 Ｔr1，Ｔr2，ｔr1，ｔr2…温度計
Claims (2)
- 【請求項１】 熱交換器を介して互いに熱交換する２流
体の熱交換器入口と出口における温度および流量から伝
熱性能を演算し、該伝熱性能に基づいて熱交換器の洗浄
時期を検知するようにしたことを特徴とする熱交換器の
洗浄時期検知方法。 - 【請求項２】 熱交換器の第１流体と第２流体の各流路
の入口および出口にそれぞれ配設された４つの温度計
と、 各流路に配設された２つの流量計と、 前記４つの温度計と２つの流量計の各計測値に基づいて
熱交換器の伝熱性能を演算すると共に該伝熱性能が基準
値以下になった時を洗浄時期と判別するコンピュータと
を有することを特徴とする熱交換器の洗浄時期検知装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8407897A JPH10281695A (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 熱交換器の洗浄時期検知方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8407897A JPH10281695A (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 熱交換器の洗浄時期検知方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281695A true JPH10281695A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13820463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8407897A Pending JPH10281695A (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 熱交換器の洗浄時期検知方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10281695A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004398A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Toyobo Engineering Kk | 熱交換器の熱回収効果表示装置 |
| KR100905123B1 (ko) | 2003-07-19 | 2009-06-30 | 주식회사 포스코 | 열교환기의 오염 제거방법 |
| KR101020235B1 (ko) | 2008-11-10 | 2011-03-08 | 주식회사 영일교육시스템 | 열교환 실험장치 및 실험장치 제어를 위한 서버 |
| JP2014069097A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Chubu Electric Power Co Inc | 熱交換器における海生物の除去方法 |
| KR102056326B1 (ko) * | 2019-06-05 | 2020-01-22 | 장한기술 주식회사 | 열교환기의 오염도 판단 방법 |
| JP2020070067A (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 大日本印刷株式会社 | 加熱殺菌システムの洗浄方法および洗浄装置 |
| JP2020179942A (ja) * | 2020-07-02 | 2020-11-05 | 大日本印刷株式会社 | 加熱殺菌システムの洗浄方法および洗浄装置 |
| JP2021067410A (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-30 | 栗田工業株式会社 | 熱交換器の洗浄管理方法及び装置 |
-
1997
- 1997-04-02 JP JP8407897A patent/JPH10281695A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004398A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Toyobo Engineering Kk | 熱交換器の熱回収効果表示装置 |
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| WO2020090733A1 (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 大日本印刷株式会社 | 加熱殺菌システムの洗浄方法および洗浄装置 |
| CN112867672A (zh) * | 2018-10-31 | 2021-05-28 | 大日本印刷株式会社 | 加热杀菌系统的清洗方法以及清洗装置 |
| US11873203B2 (en) | 2018-10-31 | 2024-01-16 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Cleaning method of heat sterilization system and cleaning apparatus thereof |
| KR102056326B1 (ko) * | 2019-06-05 | 2020-01-22 | 장한기술 주식회사 | 열교환기의 오염도 판단 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040401 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20061011 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070226 |