JPH10300388A - Raw-sewage unused heat utilizing system - Google Patents

Raw-sewage unused heat utilizing system

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JPH10300388A
JPH10300388A JP10706097A JP10706097A JPH10300388A JP H10300388 A JPH10300388 A JP H10300388A JP 10706097 A JP10706097 A JP 10706097A JP 10706097 A JP10706097 A JP 10706097A JP H10300388 A JPH10300388 A JP H10300388A
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政敏 寺崎
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敏彦 福島
Hiroshi Kusumoto
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an unused heat utilizing system of a high reliability which can stably recover heat from raw sewage by adopting a ball cleaning device. SOLUTION: At the time of normal operation, a heat-exchanging is performed by a heat-exchanger 4 is raw sewage from which fiber refuge, etc., are removed by an automatic strainer 2, and clean water in a piping 10, and the discharged raw sewage is discharged to the outside as a from a piping 9. When tubes in the heating-exchanger 4 become contaminated, a three-way switching valve 13 is switched by a control device 16, and the raw sewage from the heat- exchanger 4 is fed to a ball cleaning device 7, and a ball for cleaning is separated and circulated again to the heat-exchanger 4, and cleans the inside of the heat-exchanger 4. The raw sewage from which the ball for cleaning has been removed, is discharged to the outside through a valve 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生下水のもつ未利
用熱を活用するための、生下水未利用熱活用システムに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a raw sewage unused heat utilization system for utilizing unused heat of raw sewage.

【0002】[0002]

【従来の技術】河川水、処理水などのもつ未利用熱を活
用するためのヒートポンプシステムにおいては、そのシ
ステム内のチューブの汚れを定期的に除去する必要があ
り、そのためにブラシ洗浄方式あるいはボール洗浄方式
が一般に用いられている。このうちのブラシ洗浄方式で
は、熱交換器チューブの両側に、内部を往復するブラシ
を受けるバスケットを取り付け、水流方向を周期的に切
り換えて洗浄する。このブラシ洗浄方式については、例
えば、東京都下水道局発行のパンフレット「アーバン・
ヒート下水熱利用システム」で紹介されている。また、
ボール洗浄方式では、処理水配管途中よりボールを投入
して熱交換器内を通過させ、下流に設けられたボール捕
集器によりボールを分離して取り出し、その汚れを除去
する。そしてこのボールを再循環させて洗浄を行うもの
で、公知例としては例えば、特開平5−126491号
に開示されたものがある。
2. Description of the Related Art In a heat pump system for utilizing the unused heat of river water, treated water, etc., it is necessary to periodically remove dirt from tubes in the system. A cleaning method is generally used. In the brush washing method, baskets for receiving brushes reciprocating inside are attached to both sides of the heat exchanger tube, and washing is performed by periodically switching a water flow direction. For this brush cleaning method, for example, a pamphlet “Urban
Heat Sewage Heat Utilization System ". Also,
In the ball washing method, balls are put in the middle of the treated water pipe, passed through the heat exchanger, separated and taken out by a ball collector provided downstream, and the dirt is removed. The ball is recirculated for cleaning, and a known example is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-126491.

【0003】一方、近年都市近郊での地域冷暖房に未処
理の生下水の熱を利用する計画が増加している。この理
由は、終末処理場が都心から離れており、処理水を利用
する上で導管のコストが問題となるが、未処理の生下水
は都市内の中継場より取り出しが可能であり、対象地域
への供給が比較的容易であるためである。
On the other hand, in recent years, plans for utilizing untreated raw sewage heat for district heating and cooling near a city have increased. The reason is that the terminal wastewater treatment plant is far from the city center, and the cost of conduits is a problem in using treated water.However, untreated raw sewage can be taken out from the relay station in the city, This is because the supply to the tank is relatively easy.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】生下水の未利用熱活用
システムに於いても、生下水に含まれる大小のごみの除
去とともに、メンテナンス性のよい熱交換器のチューブ
洗浄方式が不可欠である。しかし現状では、小規模の生
活排水で、かつ下水上流側に繊維状ごみを捕集する除去
装置を設けたボール洗浄装置が開発されているだけで、
大規模な生下水の未利用熱活用システムに適用した熱交
換器のチューブ洗浄方法は開発されていない。また上記
した河川水や処理水等を対象としたブラシ洗浄方式で
は、繊維状のごみがブラシ及びバスケットに絡み動作不
良を起こす問題があり、かつメンテナンスのためには水
室カバーを毎回開放しなければならないという問題が生
じる。また、ボール洗浄方式に於いても、前記公知例
(特開平5−126491号)の方法で生下水に使用す
ると、常時ボール補集器を生下水が通過するため、繊維
状のごみが絡まって堆積し、ボールの分離効果が低下し
機能しなくなる恐れがあり得る。
In an unused heat utilization system for raw sewage, it is essential to remove large and small debris contained in the raw sewage and to maintain a heat exchanger tube cleaning system with good maintainability. However, at present, only a ball washing device with small-scale domestic wastewater and a removal device that collects fibrous debris upstream of the sewage has been developed.
No method has been developed for cleaning the tubes of heat exchangers applied to large-scale unutilized heat utilization systems of raw sewage. In addition, the above-mentioned brush cleaning method for river water or treated water has a problem that fibrous debris is entangled with the brush and the basket and causes malfunction, and the water chamber cover must be opened every time for maintenance. The problem arises that it must be done. Also, in the ball washing method, when the raw sewage is used for the raw sewage according to the method described in the above-mentioned known example (Japanese Patent Laid-Open No. 5-126491), the raw sewage always passes through the ball collector, so that fibrous debris is entangled. It may accumulate, and the effect of separating the ball may be reduced and the ball may not function.

【0005】本発明の目的は、その熱交換器チューブの
洗浄性能が高く、かつメンテナンス性の優れた洗浄機構
を備えた生下水の未利用熱活用システムを提供するにあ
る。
An object of the present invention is to provide an unused heat utilization system for raw sewage, which has a high washing performance of the heat exchanger tube and has a cleaning mechanism with excellent maintainability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、生下水を汲み上げるための汲み上げポ
ンプと、該汲み上げポンプにより汲み上げられた生下水
からごみを除去するための一次ごみ除去手段と、該手段
を通過した生下水と熱利用装置の熱源機器へ熱を運ぶた
めの清水との間の熱交換を行うための熱交換手段とを備
えた生下水未利用熱活用システムであって、洗浄用ボー
ルを含む生下水が入力されたときに前記洗浄用ボールを
生下水と分離するためのボール捕集器と、前記熱交換手
段から排出された生下水を前記ボール捕集器へ導くため
の第1の弁と、第2の弁と、前記ボール捕集器により分
離された洗浄用ボールが前記第2の弁を介して前記一次
ごみ除去手段を通過した生下水に混入するように送り出
すためのボール用ポンプと、前記ボール捕集器から排出
された生下水を外部へ排出する経路に設置された第3の
弁と、前記第2及び第3の弁を閉じ、前記ボール用ポン
プの運転を停止し、かつ前記熱交換手段から排出された
生下水がそのまま外部へ導かれるように前記第1の弁を
切り換えて未利用熱の回収を行うところの通常モードに
よる運転と、前記第2及び第3の弁を開とし、前記ボー
ル用ポンプを駆動し、かつ前記熱交換手段から排出され
た生下水が前記ボール捕集器へ入力されるように前記第
1の弁を切り換えることにより、前記洗浄用ボールが前
記ボール捕集器から前記第2の弁を介して前記熱交換手
段へ生下水とともに入力され、該熱交換手段の内部を通
過したのち前記第1の弁を介して前記ボール捕集器へ入
力され、ここで分離され得て再び熱交換手段へと循環さ
れ、一方前記ボール捕集器から排出された生下水は前記
第3の弁を介して外部へ導かれるようにして未利用熱の
回収と前記洗浄用ボールによる前記熱交換手段の洗浄と
を同時に行うところのボール循環モードによる運転と、
を切り換え制御するための第1の制御手段と、を備えた
ことを特徴とする生下水未利用熱活用システムを開示す
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pump for pumping raw sewage, and primary waste for removing waste from raw sewage pumped by the pump. A raw sewage unused heat utilization system comprising a removing unit and a heat exchange unit for performing heat exchange between raw sewage passing through the unit and fresh water for transferring heat to a heat source device of the heat utilization device. A ball collector for separating the cleaning ball from the raw sewage when the raw sewage including the cleaning ball is input; and a ball collector for collecting the raw sewage discharged from the heat exchange means. A first valve for guiding the waste water, a second valve, and the cleaning ball separated by the ball collector are mixed into the raw sewage that has passed through the primary waste removing means via the second valve. So that the ball for sending out Pump, a third valve installed in a path for discharging raw sewage discharged from the ball collector to the outside, and closing the second and third valves to stop the operation of the ball pump. And an operation in a normal mode in which the first valve is switched to recover unused heat by switching the first valve so that the raw sewage discharged from the heat exchange means is directly guided to the outside; The cleaning ball is opened by opening a valve, driving the ball pump, and switching the first valve so that the raw sewage discharged from the heat exchange means is input to the ball collector. Is input from the ball collector to the heat exchange means via the second valve to the heat exchange means together with raw sewage, and after passing through the inside of the heat exchange means, to the ball collector via the first valve Input, where it can be separated and heat again The raw sewage discharged from the ball collector while being circulated to the exchange means is guided to the outside through the third valve so that the unused heat is recovered and the heat exchange means by the cleaning ball is used. Operation in the ball circulation mode where washing of
And a first control means for switching control of the wastewater.

【0007】また、本発明は、前記熱交換手段内の生下
水の流れの方向を反転させるための第4の弁と、前記第
1の制御手段の制御により前記ボール循環モードによる
運転が開始されるときに、該運転に先立って前記第4の
弁を制御して前記熱交換手段内の生下水の流れの方向を
予め定められた時間だけ反転させるように制御するため
の第2の制御手段と、を設けたことを特徴とする生下水
未利用熱活用システムを開示する。
Further, according to the present invention, a fourth valve for reversing the flow direction of the raw sewage in the heat exchange means, and an operation in the ball circulation mode is started under the control of the first control means. Prior to the operation, a second control means for controlling the fourth valve to reverse the flow direction of the raw sewage in the heat exchange means for a predetermined time. The present invention discloses a raw sewage unused heat utilization system characterized in that:

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明になる生下水の未
利用熱活用システムの構成例を示すもので、比較的大粒
径のごみも生下水とともに吸い込む事ができる生下水取
水ポンプ1、所定の粒径以上のごみを排除するためのオ
ートストレーナ2、排除されたごみを別の処理施設に導
くための配管3と自動弁12、生下水と清水の間で熱交
換するためのシェルアンドチューブ式熱交換器4、熱交
換器4の洗浄後に流出するボールを捕集し循環させるた
めのボール捕集器5及びメンテナンスの際にボールを回
収するためのボール回収器6を備えたボール洗浄装置
7、生下水の水流を切り換えて熱交換器4に流入する方
向を切り換えるための四方切り換え弁8、ボール洗浄装
置7への生下水の通水、閉止を切り換える三方切り換え
弁13、熱交換器4から流出する生下水を別の処理施設
に導くための配管9、熱交換器4で取り込まれた生下水
熱を清水に取り込み導くための配管10、熱源機器とし
てのヒートポンプ11等より構成されている。制御装置
16は、四方切り換え弁8、三方切り換え弁13等の制
御を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the configuration of an unused heat utilization system for raw sewage according to the present invention. The raw sewage intake pump 1 is capable of sucking garbage having a relatively large particle size together with raw sewage. Auto strainer 2 for removing waste, piping 3 and automatic valve 12 for leading the removed waste to another processing facility, shell and tube heat exchanger for exchanging heat between raw sewage and fresh water 4. a ball washing device 7 including a ball collector 5 for collecting and circulating balls flowing out after washing the heat exchanger 4 and a ball collector 6 for collecting balls during maintenance; , A three-way switching valve 13 for switching the flow of raw sewage to the ball washing device 7 and closing it, and a raw water flowing out of the heat exchanger 4. Sewage Treatment facilities pipe 9 for guiding the heat exchanger 4 a pipe for guiding takes in raw sewage heat captured in Shimizu at 10, it is formed of a heat pump 11 and the like as a heat source device. The control device 16 controls the four-way switching valve 8, the three-way switching valve 13, and the like.

【0009】図2はボール捕集器5の構造図で、同図
(a)は縦断面でみた構造を示し、そのA−A面で切っ
た横断面が同図(b)に示されている。熱交換器4の洗
浄時に三方切り換え弁13からボールを含んだ水が配管
51へと流入し、櫛状の格子54でボールが分離されて
いてノズル53から吐出される。ここでボールは、例え
ば20mmφのスポンジ製のもので、櫛状の格子54の
間隔はこのスポンジの径よりも小さいものとする。格子
54を通過した水はノズル52から吐出される。板56
は、アクチュエータ55により上下方向に駆動され、格
子54に付着した繊維状のごみをかきとる。ボール回収
器6についても、その基本的な構成はボール捕集器5と
同様である。
FIG. 2 is a structural view of the ball collector 5, and FIG. 2 (a) shows the structure as viewed in a longitudinal section, and FIG. 2 (b) shows a cross section taken along the line AA. I have. When the heat exchanger 4 is washed, water containing balls flows from the three-way switching valve 13 into the pipe 51, and the balls are separated by the comb-shaped lattice 54 and are discharged from the nozzles 53. Here, the ball is made of, for example, a sponge having a diameter of 20 mm, and the interval between the comb-like lattices 54 is smaller than the diameter of the sponge. The water that has passed through the grid 54 is discharged from the nozzle 52. Board 56
Is driven up and down by an actuator 55 to scrape off fibrous debris attached to the grid 54. The basic configuration of the ball collector 6 is the same as that of the ball collector 5.

【0010】図3は、熱交換器4ので入口周辺の詳細を
示しており、温度検知用センサー41〜44及び圧力検
知用センサー45、46が設けられている。これら各セ
ンサーの出力は、制御装置16へ入力される。
FIG. 3 shows the details of the vicinity of the inlet of the heat exchanger 4, in which sensors 41 to 44 for temperature detection and sensors 45 and 46 for pressure detection are provided. Outputs of these sensors are input to the control device 16.

【0011】次に、上記したシステムの動作を、図4の
タイムチャートと合わせて説明する。まず、運転の開始
時には、制御装置16により四方切り換え弁8は図1の
点線矢印8A、8Bで示した流路を形成するように設定
され、また三方切り換え弁13は点線矢印13Aで示し
た流路を形成するように設定される。さらに弁14、1
5はともに閉とされる。この状態でポンプ井より取水ポ
ンプ1を介して生下水の汲み上げを開始すると(図4の
時刻t1)、その生下水はオートストレーナ2に導かれ
る。オートストレーナ2には所定のメッシュからなるス
クリーンが設けられており、これによってごみを濾過す
る。そして濾過されたごみがスクリーンに堆積するとス
クリーン前後の差圧が増加し、この差圧が所定の域値に
達すると差圧スイッチ(図1では省略)が作動し、スク
リーンの2次側(出口側)から1次側(入口側)への逆
洗が行われ、スクリーンの1次側に付着しているごみが
自動弁12の方へ押し出される。これと同時に自動弁1
2が開かれ、スクリーンから押し出されたごみは配管3
を介して除去される。ここでのオートストレーナ2及び
自動弁12の動作は図示を省略したが、オートストレー
ナ2の制御系により制御され、図4の時刻ts1、ts2・
・・tsnで示したように前記差圧がその域値に達する事
に繰り返される。
Next, the operation of the above system will be described with reference to the time chart of FIG. First, at the start of the operation, the control device 16 sets the four-way switching valve 8 to form the flow path indicated by the dotted arrows 8A and 8B in FIG. 1, and the three-way switching valve 13 sets the flow indicated by the dotted arrow 13A. It is set to form a road. Further, valves 14, 1
5 are both closed. In this state, when the pumping of the raw sewage from the pump well via the water intake pump 1 is started (time t1 in FIG. 4), the raw sewage is guided to the auto strainer 2. The auto strainer 2 is provided with a screen made of a predetermined mesh, thereby filtering dust. When the filtered dust accumulates on the screen, the differential pressure across the screen increases, and when the differential pressure reaches a predetermined threshold, a differential pressure switch (omitted in FIG. 1) is activated, and the secondary side (outlet) of the screen is activated. Side) to the primary side (entrance side), and refuse adhering to the primary side of the screen is pushed out to the automatic valve 12. At the same time, automatic valve 1
2 is opened and the waste pushed out of the screen is piped 3
Is removed via The operations of the automatic strainer 2 and the automatic valve 12 are not shown in the figure, but are controlled by the control system of the automatic strainer 2 and are controlled by the times ts1, ts2,.
... It repeats as the differential pressure reaches that threshold as shown by tsn.

【0012】一方、オートストレーナ2である程度の粒
度まで濾過された生下水は、四方切り換え弁8の点線矢
印8Aの経路を通って熱交換器4に導かれ、配管10内
の清水との間で熱交換が行われる。これによって清水に
与えられた温熱が前記のように熱源機器としてのヒート
ポンプ11に入熱される。清水との熱交換後の生下水
は、熱交換器4から吐出され、四方切り換え弁8の点線
矢印8Bの経路を通って三方切り換え弁13へ導かれ、
その点線矢印13Aの経路を通って別の処理施設に配管
9を介して導かれる。
On the other hand, the raw sewage filtered to a certain particle size by the auto strainer 2 is led to the heat exchanger 4 through the path indicated by the dotted arrow 8A of the four-way switching valve 8, and is conveyed to the fresh water in the pipe 10. Heat exchange takes place. Thereby, the heat given to the fresh water is input to the heat pump 11 as a heat source device as described above. The raw sewage after the heat exchange with the fresh water is discharged from the heat exchanger 4 and guided to the three-way switching valve 13 through the route of the dotted arrow 8B of the four-way switching valve 8,
It is guided to another processing facility via the pipe 9 through the path indicated by the dotted arrow 13A.

【0013】上記した動作が続くと、生下水の通水によ
り熱交換器4のチューブ内面に汚れが蓄積する。このた
めにチューブの伝熱性能が低下して熱交換量が減少する
とともに、熱交換器4の生下水側で入口温度差が低下し
ていく。また、熱交換器チューブ内の汚れの進行によ
り、熱交換器の圧力損失も増加する。この圧力損失の増
加は、取水ポンプ1の特性に応じて生下水の流量に影響
する。そこで制御装置16は、熱交換器4の周辺に設け
られた各センサー(図3)の検出値を監視し、チューブ
内面の汚れを検出する。この検出方法としては、ここで
は熱交換器4の生下水の出入口の圧力差、即ち圧力検知
センサー45、46の検出圧力の差△Pが、予め定めら
れた圧力域値Pth1をこえたか否かで検出するものと
する。そしてもし
When the above operation continues, dirt accumulates on the inner surface of the tube of the heat exchanger 4 due to the passage of raw sewage. For this reason, the heat transfer performance of the tube is reduced, the heat exchange amount is reduced, and the inlet temperature difference on the raw sewage side of the heat exchanger 4 is reduced. In addition, the pressure loss of the heat exchanger increases due to the progress of the contamination in the heat exchanger tube. The increase in the pressure loss affects the flow rate of the raw sewage according to the characteristics of the intake pump 1. Therefore, the control device 16 monitors the detection value of each sensor (FIG. 3) provided around the heat exchanger 4 and detects contamination on the inner surface of the tube. The detection method here is to determine whether or not the pressure difference between the inlet and outlet of the raw sewage of the heat exchanger 4, that is, the difference ΔP between the detection pressures of the pressure detection sensors 45 and 46 exceeds a predetermined pressure range value Pth1. It shall be detected by. And if

【数1】△P>Pth1 となったときには、制御装置16は、四方切り換え弁8
内の流路が図1の実線矢印8C、8Dとなるように四方
切り換え弁8を設定する。これにより、熱交換器4に流
入する生下水の出入り方向が逆に切り換えられ、チュー
ブ内部を生下水が逆流することにより、チューブ入口に
付着した繊維状のごみが三方切り換え弁13を経由して
生下水とともに配管9から排出される。これと同時にチ
ューブ内に付着していたごみも逆流によりある程度除去
され、次の操作でボールがチューブに入り易くしてい
る。制御装置16は、この状態を所定の時間続けるとボ
ール捕集器5のかきとり用アクチュエータ20を駆動す
るとともに、その駆動完了の信号を受けて再度四方切り
換え弁8の流路を点線矢印8A、8Bの状態に戻し(時
刻t3)、熱交換器の水流方向を元に戻す。アクチュエ
ータ20の駆動により、ボール捕集器5に付着していた
ごみを除去してボールの分離効果が維持される。さらに
制御装置16は、四方切り換え弁8を元に戻すと同時に
三方切り換え弁13を切り換えてその流路が図1の実線
矢印13Bとなるようにして熱交換器8から排出された
生下水をボール洗浄装置7に通水し、弁14、15をと
もに開とする。
When ΔP> Pth1, the control device 16 controls the four-way switching valve 8
The four-way switching valve 8 is set so that the inner flow paths are indicated by solid arrows 8C and 8D in FIG. As a result, the flow direction of the raw sewage flowing into the heat exchanger 4 is switched in the opposite direction, and the raw sewage flows back inside the tube, whereby fibrous debris attached to the tube inlet passes through the three-way switching valve 13. It is discharged from the pipe 9 together with the raw sewage. At the same time, the dust adhering to the inside of the tube is removed to some extent by the backflow, so that the ball can easily enter the tube in the next operation. When this state is continued for a predetermined period of time, the control device 16 drives the scraping actuator 20 of the ball collector 5 and, upon receiving the drive completion signal, again moves the flow path of the four-way switching valve 8 through the dotted arrows 8A and 8B. (Time t3), and the water flow direction of the heat exchanger is returned to the original state. By driving the actuator 20, dust attached to the ball collector 5 is removed, and the effect of separating the balls is maintained. Further, the control device 16 returns the four-way switching valve 8 to the original state and simultaneously switches the three-way switching valve 13 so that the flow path thereof becomes the solid arrow 13B in FIG. 1 and the raw sewage discharged from the heat exchanger 8 is discharged to the ball. Water is passed through the cleaning device 7, and the valves 14 and 15 are both opened.

【0014】ボール洗浄装置7へ流入した生下水はボー
ル捕集器5へ管51から流入し、前述したように生下水
の大部分はノズル52から吐き出されて弁14を通り、
配管9から排出されるが、一部分は櫛状格子54を通
り、そこにあるボールとともにノズル53からポンプ1
7より引き出される。このポンプ17はボールを通過さ
せることのできるものである。ボール回収器6の出入口
に設けられた三方切り換え弁18、19は、通常はボー
ル回収器6をバイパスして水が流れるように設定されて
いるので、ボールの混ざった生下水は弁15経由で四方
切り換え弁8へと送られ、ポンプ井から取り込まれた生
下水とともに熱交換器4内のチューブを通過してチュー
ブ内を洗浄する。その後このボールの混ざった生下水は
三方切り換え弁13からボール捕集器5へと送られ、こ
こでボールが分離されて再び熱交換器4の方へ循環す
る。
The raw sewage that has flowed into the ball washing device 7 flows into the ball collector 5 through the pipe 51, and most of the raw sewage is discharged from the nozzle 52 and passes through the valve 14 as described above.
It is discharged from the pipe 9, but a part thereof passes through the comb-like lattice 54, and the pump 1 together with the ball there is passed through the nozzle 53.
Pulled out from 7. The pump 17 can pass the ball. Since the three-way switching valves 18 and 19 provided at the entrance and exit of the ball collection device 6 are normally set so that water flows by bypassing the ball collection device 6, the raw sewage mixed with balls is passed through the valve 15. The water is sent to the four-way switching valve 8 and passes through the tube in the heat exchanger 4 together with the raw sewage taken in from the pump well to wash the inside of the tube. Thereafter, the raw sewage mixed with the balls is sent from the three-way switching valve 13 to the ball collector 5, where the balls are separated and circulated again to the heat exchanger 4.

【0015】このようにして、ボール循環モードでの運
転が行われていると、徐々に熱交換器4内のチューブ洗
浄が進み、図4に示したように生下水の差圧△Pは低下
し始め、やがて予め定められた第2の域値Pth2を下
回る(図4の時刻t4)。但しこの域値Pth2は
As described above, when the operation in the ball circulation mode is performed, the tube cleaning in the heat exchanger 4 gradually proceeds, and as shown in FIG. Then, the value falls below a predetermined second threshold value Pth2 (time t4 in FIG. 4). However, this threshold value Pth2 is

【数2】Pth1>Pth2 となるように定めることにより、上記ボール循環モード
での運転が停止後すぐに起動されないようにしておく。
制御装置16は、
## EQU2 ## By setting Pth1> Pth2, the operation in the ball circulation mode is not started immediately after the stop.
The control device 16

【数3】△P≦Pth2 を検出するとボール洗浄装置7のポンプ17を止め、弁
14、15を閉じ、さらに三方切り換え弁13の流路を
点線矢印13Aに戻してボール循環モードでの運転を終
わり、最初の運転状態とする。なお、洗浄用のボール取
り替えや取り出しての洗浄を行うときは、三方切り換え
弁18、19を切り換えてボールを含んだ生下水をボー
ル回収器6へ導き、そこでボールを分離してその取り出
し口から取り出す。
When detecting that △ P ≦ Pth2, the pump 17 of the ball cleaning device 7 is stopped, the valves 14 and 15 are closed, and the flow path of the three-way switching valve 13 is returned to the dotted arrow 13A to operate in the ball circulation mode. At the end, return to the first operating state. When replacing the ball for cleaning or cleaning by taking out the ball, the three-way switching valves 18 and 19 are switched to guide the raw sewage containing the ball to the ball collection device 6, where the ball is separated and the ball is taken out from the outlet. Take out.

【0016】以上に説明したように、図1のシステムに
よると、熱交換器チューブ内の汚れを検出してその汚れ
がある程度すすむとボール循環モードでの運転を行って
その汚れを自動的に除去することができ、信頼性が高く
保守性のよい未利用熱回収システムを実現できる。
As described above, according to the system shown in FIG. 1, when the dirt in the heat exchanger tube is detected and the dirt is advanced to some extent, the operation is performed in the ball circulation mode to automatically remove the dirt. And a highly reliable and maintainable unused heat recovery system can be realized.

【0017】なお、以上の説明では、チューブ内面の汚
れを熱交換器4の生下水出入口圧力差から検出するもの
としたが、この汚れ検出法の別の例を次に説明する。一
般に熱交換器の伝熱性能Qは次式で表される;
In the above description, the stain on the inner surface of the tube is detected from the pressure difference between the raw sewage inlet and outlet of the heat exchanger 4. Another example of this stain detection method will be described below. Generally, the heat transfer performance Q of a heat exchanger is represented by the following equation:

【数4】 Q=K・θm・A0=Cp・γ・(tg1−tg2)・wg 1/K=1/α0+D0・ln(D0/DI)/(2・λw)
+(D0/DI)・(1/αI+γI) ここでチューブの管外及び管内の熱伝達率α0及びαI、
チューブの外径及び内径D0及びDI、伝熱面積A0、チ
ューブの熱伝導率λwは装置で定まっている定数であ
る。生下水の比熱Cp、比重量γ、生下水量Wgも予め
決められる。また、熱交換器の生下水入口温度tg1、同
出口温度tg2 は図3の温度検知用センサー41、42
の検出値である。平均温度差θm は、
Q = K · θm · A0 = Cp · γ · (tg1-tg2) · wg 1 / K = 1 / α0 + D0 · ln (D0 / DI) / (2 · λw)
+ (D0 / DI) · (1 / αI + γI) where the heat transfer coefficients α0 and αI outside and inside the tube,
The outer and inner diameters D0 and DI of the tube, the heat transfer area A0, and the thermal conductivity λw of the tube are constants determined by the apparatus. The specific heat Cp, the specific weight γ, and the raw sewage amount Wg of the raw sewage are also determined in advance. Further, the raw sewage inlet temperature tg1 and the outlet temperature tg2 of the heat exchanger are the temperature detecting sensors 41 and 42 in FIG.
Is the detected value of The average temperature difference θm is

【数5】 θm=0.5F・{(th1+th2)−(tg1+tg2)} で与えられ、Fは予め定めた修正係数、清水の入口温度
th1 と出口温度th2 は温度検知用センサー43、44
の検出値である。以上から温度検知用センサーの検出値
を入力として(数4)(数5)から汚れ係数γI が算出
できる。そこで制御装置16は、上記の各温度センサー
出力を取り込み、上記の汚れ係数γI を算出し、施設の
運転開始当初の汚れのないときの値を初期値γI0として
記憶しておく。そして運転中に算出した汚れ係数γI
が、予め定めた定数aにたいして
[Equation 5] θm = 0.5F · {(th1 + th2) − (tg1 + tg2)}, where F is a predetermined correction coefficient, and the inlet temperature th1 and the outlet temperature th2 of the fresh water are temperature detecting sensors 43 and 44.
Is the detected value of From the above, the contamination coefficient γI can be calculated from (Equation 4) and (Equation 5) using the detection value of the temperature detection sensor as an input. Therefore, the control device 16 takes in the output of each of the above temperature sensors, calculates the above-mentioned dirt coefficient γI, and stores the value when there is no dirt at the beginning of operation of the facility as an initial value γI0. And the dirt coefficient γI calculated during operation
For a predetermined constant a

【数6】γI>a・γI0,a>1 となったとき前述のボール循環モードに切り換えて運転
を行い、さらに別に定めた定数bに対して
## EQU6 ## When γI> a · γI0, a> 1, the operation is switched to the ball circulation mode and the operation is performed.

【数7】γI<b・γI0,1<b<a となったときボール循環モードの運転を停止するように
する。
## EQU7 ## When γI <b · γI0, 1 <b <a, the operation in the ball circulation mode is stopped.

【0018】さらに別の簡単な汚れ検出法としては、
(数6)に示した平均温度差θmを温度検知用センサー
41〜44の検出値から求め、この値が所定値をこえた
ときに汚れがすすんだとみなしてボール循環モードに切
り換える方法も可能である。むろんこの場合にもボール
循環モード運転を停止する条件は他の場合と同様に定め
る。あるいはボール循環モード運転を停止する条件とし
て、前記の汚れ係数、平均温度差、または圧力差のいず
れの場合も、タイマー等で所定時間後に停止する方法を
用いてもよい。あるいはもっと簡単に、温度や圧力の検
出値を用いないで、スケジュールタイマ等により定期的
にボール循環モード運転を起動するようにしてもよい。
Another simple method for detecting dirt is as follows.
The average temperature difference θm shown in (Equation 6) is obtained from the detection values of the temperature detection sensors 41 to 44, and when this value exceeds a predetermined value, it is considered that dirt has advanced, and a method of switching to the ball circulation mode is also possible. It is. Of course, in this case as well, the conditions for stopping the ball circulation mode operation are determined as in the other cases. Alternatively, as a condition for stopping the ball circulation mode operation, a method of stopping the operation after a predetermined time by a timer or the like may be used in any of the above-described dirt coefficient, average temperature difference and pressure difference. Or, more simply, the ball circulation mode operation may be periodically started by a schedule timer or the like without using the detected values of the temperature and the pressure.

【0019】また、繊維質状のごみを上流過程で除去で
きるストレーナを設けた場合には、四方切り換え弁8は
必要とせず、逆流による洗浄を省くこともできる。この
場合にも、ボール洗浄装置7の動作条件は、上記と同様
である。
When a strainer capable of removing fibrous dust in the upstream process is provided, the four-way switching valve 8 is not required, and cleaning by backflow can be omitted. Also in this case, the operating conditions of the ball cleaning device 7 are the same as described above.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、生下水から安定して熱
回収ができる、信頼性の高いかつメンテナンス性の良い
未利用熱活用システムを実現することができる。
According to the present invention, it is possible to realize a highly reliable and easy-to-maintain unused heat utilization system capable of stably recovering heat from raw sewage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明になる生下水未利用熱活用システムの構
成例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a raw sewage unused heat utilization system according to the present invention.

【図2】ボール捕集器の構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a structure of a ball collector.

【図3】熱交換器周辺の各検知器を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing each detector around a heat exchanger.

【図4】運転制御のタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart of operation control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 取水ポンプ 2 オートストレーナ 4 熱交換器 5 ボール捕集器 6 ボール回収器 7 ボール洗浄装置 8 四方切り換え弁 11 ヒートポンプ 12 自動弁 13 三方切り換え弁 41〜44 温度検知用センサー 45、46 圧力検知用センサー REFERENCE SIGNS LIST 1 intake pump 2 auto strainer 4 heat exchanger 5 ball collector 6 ball collector 7 ball washing device 8 four-way switching valve 11 heat pump 12 automatic valve 13 three-way switching valve 41 to 44 temperature detection sensor 45, 46 pressure detection sensor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 生下水を汲み上げるための汲み上げポン
プと、該汲み上げポンプにより汲み上げられた生下水か
らごみを除去するための一次ごみ除去手段と、該手段を
通過した生下水と熱利用装置の熱源機器へ熱を運ぶため
の清水との間の熱交換を行うための熱交換手段とを備え
た生下水未利用熱活用システムであって、 洗浄用ボールを含む生下水が入力されたときに前記洗浄
用ボールを生下水と分離するためのボール捕集器と、 前記熱交換手段から排出された生下水を前記ボール捕集
器へ導くための第1の弁と、 第2の弁と、 前記ボール捕集器により分離された洗浄用ボールが前記
第2の弁を介して前記一次ごみ除去手段を通過した生下
水に混入するように送り出すためのボール用ポンプと、 前記ボール捕集器から排出された生下水を外部へ排出す
る経路に設置された第3の弁と、 前記第2及び第3の弁を閉じ、前記ボール用ポンプの運
転を停止し、かつ前記熱交換手段から排出された生下水
がそのまま外部へ導かれるように前記第1の弁を切り換
えて未利用熱の回収を行うところの通常モードによる運
転と、 前記第2及び第3の弁を開とし、前記ボール用ポンプを
駆動し、かつ前記熱交換手段から排出された生下水が前
記ボール捕集器へ入力されるように前記第1の弁を切り
換えることにより、前記洗浄用ボールが前記ボール捕集
器から前記第2の弁を介して前記熱交換手段へ生下水と
ともに入力され、該熱交換手段の内部を通過したのち前
記第1の弁を介して前記ボール捕集器へ入力され、ここ
で分離されて再び熱交換手段へと循環され、一方前記ボ
ール捕集器から排出された生下水は前記第3の弁を介し
て外部へ導かれるようにして未利用熱の回収と前記洗浄
用ボールによる前記熱交換手段の洗浄とを同時に行うと
ころのボール循環モードによる運転と、 を切り換え制御するための第1の制御手段と、 を備えたことを特徴とする生下水未利用熱活用システ
ム。
1. A pump for pumping raw sewage, a primary refuse removing means for removing refuse from raw sewage pumped by the pump, and a heat source for the raw sewage and heat utilization device passing through the means. A raw sewage unused heat utilization system comprising heat exchange means for performing heat exchange with fresh water for transferring heat to the equipment, wherein the raw sewage including a cleaning ball is inputted when A ball collector for separating a washing ball from raw sewage, a first valve for guiding raw sewage discharged from the heat exchange means to the ball collector, a second valve, A ball pump for sending out the cleaning balls separated by the ball collector through the second valve so as to be mixed with the raw sewage that has passed through the primary refuse removing means; and discharging the ball from the ball collector. Removed raw sewage A third valve installed in a path for discharging water, closing the second and third valves, stopping the operation of the ball pump, and directly discharging raw sewage discharged from the heat exchange means to the outside. An operation in a normal mode in which the first valve is switched to recover unused heat by being guided, and the second and third valves are opened, the ball pump is driven, and the heat is released. By switching the first valve so that the raw sewage discharged from the exchange means is input to the ball collector, the cleaning ball is discharged from the ball collector via the second valve. The raw sewage is input to the heat exchanging means together with the raw sewage. After passing through the heat exchanging means, it is input to the ball collector via the first valve, where it is separated and circulated again to the heat exchanging means. , While discharged from the ball collector Operation in a ball circulation mode in which the collected raw sewage is guided to the outside through the third valve to simultaneously recover unused heat and wash the heat exchange means with the washing balls, And a first control means for switching control of the raw water.
【請求項2】 前記熱交換手段内の生下水の流れの方向
を反転させるための第4の弁と、 前記第1の制御手段の制御により前記ボール循環モード
による運転が開始されるときに、該運転に先立って前記
第4の弁を制御して前記熱交換手段内の生下水の流れの
方向を予め定められた時間だけ反転させるように制御す
るための第2の制御手段と、 を設けたことを特徴とする請求項1記載の生下水未利用
熱活用システム。
2. A fourth valve for reversing the flow direction of the raw sewage in the heat exchange means, and when the operation in the ball circulation mode is started under the control of the first control means, Prior to the operation, a second control means for controlling the fourth valve to reverse the direction of the flow of the raw sewage in the heat exchange means for a predetermined time; The raw sewage unused heat utilization system according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記熱交換手段の生下水の入口温度と出
口温度、及び前記熱交換手段の清水の入口温度と出口温
度を検出するための温度検出手段と、 該手段により検出された温度検出値を用いて前記熱交換
手段内のチューブ内面の汚れ係数を算出し、該算出した
汚れ係数が予め定められた値を越えたときに前記ボール
循環モードによる運転の開始指令を前記第1の制御手段
に発行するための第3の制御手段と、 を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の生下
水未利用熱活用システム。
3. Temperature detecting means for detecting an inlet temperature and an outlet temperature of raw sewage of the heat exchange means, and an inlet temperature and an outlet temperature of fresh water of the heat exchange means, and a temperature detection detected by the means. A dirt coefficient of the inner surface of the tube in the heat exchange means is calculated by using the value, and when the calculated dirt coefficient exceeds a predetermined value, the start command of the operation in the ball circulation mode is given by the first control. 3. The system according to claim 1, further comprising: third control means for issuing to said means.
【請求項4】 前記熱交換手段の生下水の入口温度と出
口温度、及び前記熱交換手段の清水の入口温度と出口温
度を検出するための温度検出手段と、 該手段により検出された温度検出値を用いて前記生下水
の入口温度と出口温度の生下水温度平均値と、前記清水
の入口温度と出口温度の清水温度平均値とを算出し、さ
らに前記算出した生下水温度平均値と前記清水温度平均
値との温度差が予め定められた値を越えたときに前記ボ
ール循環モードによる運転の開始指令を前記第1の制御
手段に発行するための第4の制御手段と、 を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の生下
水未利用熱活用システム。
4. Temperature detecting means for detecting an inlet temperature and an outlet temperature of raw sewage of the heat exchange means, and an inlet temperature and an outlet temperature of fresh water of the heat exchange means, and a temperature detection detected by the means. Using the values, the raw sewage temperature average value of the raw sewage inlet temperature and the outlet temperature and the fresh water temperature average value of the fresh water inlet temperature and the outlet temperature are calculated, and the calculated raw sewage temperature average value is further calculated. And a fourth control means for issuing a command to start the operation in the ball circulation mode to the first control means when a temperature difference from the average fresh water temperature exceeds a predetermined value. The raw sewage unused heat utilization system according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項5】 前記熱交換手段の生下水の入口圧力と出
口圧力を検出するための圧力検出手段と、 該手段により検出された入口圧力と出口圧力との圧力差
を算出し、該算出した圧力差が予め定められた値を越え
たときに前記ボール循環モードによる運転の開始指令を
前記第1の制御手段に発行するための第5の制御手段
と、 を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の生下
水未利用熱活用システム。
5. A pressure detecting means for detecting an inlet pressure and an outlet pressure of the raw sewage of the heat exchange means, and a pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure detected by the means is calculated. And a fifth control means for issuing a command to start operation in the ball circulation mode to the first control means when the pressure difference exceeds a predetermined value. Item 3. The raw sewage unused heat utilization system according to item 1 or 2.
【請求項6】 前記第1の制御手段は、前記ボール循環
モードによる運転を予め定められた時間間隔毎に周期的
に実行することを特徴とする請求項1または2記載の生
下水未利用熱活用システム。
6. The unused heat of raw sewage according to claim 1, wherein the first control means periodically executes the operation in the ball circulation mode at predetermined time intervals. Utilization system.
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