JPS59137797A - 多連式熱交換器の温度平衡制御方法 - Google Patents
多連式熱交換器の温度平衡制御方法Info
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- JPS59137797A JPS59137797A JP1155483A JP1155483A JPS59137797A JP S59137797 A JPS59137797 A JP S59137797A JP 1155483 A JP1155483 A JP 1155483A JP 1155483 A JP1155483 A JP 1155483A JP S59137797 A JPS59137797 A JP S59137797A
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- heat exchanger
- temperature
- fluid
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は複数個並列に使用される多連式熱交換器の温度
平衡制御方法に関するものであるっ各種プラントの大形
化に伴い、それに用いられる各種の熱交換器もそれに見
合って大形化すべきであるが、製造設備または製作技術
の関係で熱交換器の大形化には限界が°あるのが実状で
ある。
平衡制御方法に関するものであるっ各種プラントの大形
化に伴い、それに用いられる各種の熱交換器もそれに見
合って大形化すべきであるが、製造設備または製作技術
の関係で熱交換器の大形化には限界が°あるのが実状で
ある。
このため、大形のプラントにあっては複数の熱交換器を
配管により並列接続し使用するケースが増えているが、
その場合は複数個の各熱交換器への流体流量の分配制御
が問題になる。
配管により並列接続し使用するケースが増えているが、
その場合は複数個の各熱交換器への流体流量の分配制御
が問題になる。
すなわち、各熱交換器は同一仕様で製作しても流体抵抗
のばら付きは避けられないし、これらを接続する配管の
流体抵抗、あるいはその途中に設けられる弁の流体抵抗
などにもばら付きが出るため、各熱交換器への流量分配
に不平衡が生じ、その結果熱交換器各部に温度の不平衡
現象が出る。
のばら付きは避けられないし、これらを接続する配管の
流体抵抗、あるいはその途中に設けられる弁の流体抵抗
などにもばら付きが出るため、各熱交換器への流量分配
に不平衡が生じ、その結果熱交換器各部に温度の不平衡
現象が出る。
したがって、これを矯正し、並列に使用されるすべての
熱交換器の温度を平衡させつつ運転する必要がある。
熱交換器の温度を平衡させつつ運転する必要がある。
従来の多連式熱交換器の温度制御方法として特許第８５
６０９１号がある。
６０９１号がある。
この方法の主旨は、複数個並列に配置されている多連式
熱交換器における温度制御方法において、各熱交換器に
おける被熱交換流体の入口部を除く同一位置で温度を検
出し、これらの平均温度を求め、該平均温度と前記検出
温度とを比較して熱交換流体の流量を調整することによ
り、被熱交換流体の温度を平均化する制御方法が提案さ
れている。
熱交換器における温度制御方法において、各熱交換器に
おける被熱交換流体の入口部を除く同一位置で温度を検
出し、これらの平均温度を求め、該平均温度と前記検出
温度とを比較して熱交換流体の流量を調整することによ
り、被熱交換流体の温度を平均化する制御方法が提案さ
れている。
しかしながら、この方法では平均温度を基準値として各
熱交換流体の流量を制御する方法故、理論的にその流体
流量を制御するすべての調節弁の開度が全閉付近あるい
は全閉状態で温度の平衡関係が成立することもあり得る
訳であり、このままでは実用上問題がある。また、多数
の熱交換器のうちの一つの調節弁を操作した場合、当然
ながら他の熱交換器の流体流量も変動するため、全体が
定常となるまで待ち時間を設けるなどの必要があった。
熱交換流体の流量を制御する方法故、理論的にその流体
流量を制御するすべての調節弁の開度が全閉付近あるい
は全閉状態で温度の平衡関係が成立することもあり得る
訳であり、このままでは実用上問題がある。また、多数
の熱交換器のうちの一つの調節弁を操作した場合、当然
ながら他の熱交換器の流体流量も変動するため、全体が
定常となるまで待ち時間を設けるなどの必要があった。
本発明の目的は、前記従来技術の欠点をすべて除去し、
信頼性の高い複数個並列に使用される多連式熱交換器の
温度平衡制御方法を提供するものである。
信頼性の高い複数個並列に使用される多連式熱交換器の
温度平衡制御方法を提供するものである。
本発明は、複数個並列に使用される多連式熱交換器にお
いて、各熱交換器のうち二つずつの熱交換器を一つずつ
の対として設定し、更に二つずつの対もしくは一つの対
と一つの熱交換器群を一つずつのグループとして設定し
、更に二つずつのグループの熱交換器群を一つずつのブ
ロックとじて設定し、以下順次同様にして最終次は各熱
交換器群を二つに区分し、それぞれの対ごと、グループ
ごと、ブロックごと、最終次は区分ごとの温度バランス
が同一となるように被熱交換流体流量を調整するように
したものである。
いて、各熱交換器のうち二つずつの熱交換器を一つずつ
の対として設定し、更に二つずつの対もしくは一つの対
と一つの熱交換器群を一つずつのグループとして設定し
、更に二つずつのグループの熱交換器群を一つずつのブ
ロックとじて設定し、以下順次同様にして最終次は各熱
交換器群を二つに区分し、それぞれの対ごと、グループ
ごと、ブロックごと、最終次は区分ごとの温度バランス
が同一となるように被熱交換流体流量を調整するように
したものである。
以下本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
第１図は熱交換器群が４個の場合を示しＨ１〜Ｈ４は、
並列に接続された熱交換器、ＴＣＩ〜ＴＣ３は外部信号
によりその設定値が設定される、いｖ６は被加熱流体Ｂ
の流出量を制御する調節弁で、例えば調節弁ＣＶＩと調
節弁ＣＶ２は調節計ＴＣ１の制御出力により調節弁ＣＶ
Ｉが全開となっても操作量が不足する場合は調節弁ＣＶ
２を閉方向に操作し、逆に調節弁ＣＶ２が全開となって
も操作量が不足する場合は、調節弁ＣＶＩを閉方向に操
作するように構成されており、調節弁ＣＶＩ。
並列に接続された熱交換器、ＴＣＩ〜ＴＣ３は外部信号
によりその設定値が設定される、いｖ６は被加熱流体Ｂ
の流出量を制御する調節弁で、例えば調節弁ＣＶＩと調
節弁ＣＶ２は調節計ＴＣ１の制御出力により調節弁ＣＶ
Ｉが全開となっても操作量が不足する場合は調節弁ＣＶ
２を閉方向に操作し、逆に調節弁ＣＶ２が全開となって
も操作量が不足する場合は、調節弁ＣＶＩを閉方向に操
作するように構成されており、調節弁ＣＶＩ。
ＣＶ２のどちらか一方は必ず全開となるようにしである
。調節弁ＣＶ３と調節弁ＣＶ４および調節弁ＣＶ５と調
節弁ＣＶ６も同様な構成としである。
。調節弁ＣＶ３と調節弁ＣＶ４および調節弁ＣＶ５と調
節弁ＣＶ６も同様な構成としである。
以上の構成において何等かの外乱、たとえば加熱流体Ａ
の熱交換器Ｈ１を流れる流量が減少するなどにより、被
加熱流体Ｂのア部の温度が低下した場合、調節計ＴＣ１
の設定値が下がったことになり、イ部の温度を低下させ
るように調節計ＴＣＩの信号により調節弁ＣＶ２を開方
向に操作して、熱交換器Ｈ，の被加熱流体Ｂを少なめに
、熱交換器Ｈ２の被加熱流体Ｂを多めになるようにして
、ア部とイ部の温度を同一にするよう作動する。なお、
この時調節弁Ｃｖ２が全開の場合は調節弁ＣＶＩを閉方
向に操作することは前述したとおりである。
の熱交換器Ｈ１を流れる流量が減少するなどにより、被
加熱流体Ｂのア部の温度が低下した場合、調節計ＴＣ１
の設定値が下がったことになり、イ部の温度を低下させ
るように調節計ＴＣＩの信号により調節弁ＣＶ２を開方
向に操作して、熱交換器Ｈ，の被加熱流体Ｂを少なめに
、熱交換器Ｈ２の被加熱流体Ｂを多めになるようにして
、ア部とイ部の温度を同一にするよう作動する。なお、
この時調節弁Ｃｖ２が全開の場合は調節弁ＣＶＩを閉方
向に操作することは前述したとおりである。
また、ア部の温度が低下した場合は当然ながらオ部の温
度も低下してくるため、上述と同様にして調節計ＴＣ３
により調節弁ＣＶ５と調節弁Ｃｖ６を操作して、オ部と
力部の温度が同一となるように制御する、 一方、つ部と工部の温度も同様に調節計ＴＣ２と調節弁
Ｃｖ３およびＣＶ４によって同一となるように制御され
ている。
度も低下してくるため、上述と同様にして調節計ＴＣ３
により調節弁ＣＶ５と調節弁Ｃｖ６を操作して、オ部と
力部の温度が同一となるように制御する、 一方、つ部と工部の温度も同様に調節計ＴＣ２と調節弁
Ｃｖ３およびＣＶ４によって同一となるように制御され
ている。
このように、常に二つの比較だけで制御しているために
他の通路に影響を与えることなく、しかも調節弁が閉方
向に収れんすることな鳴、ア〜工部の温度を同一となる
ように制御することができる。
他の通路に影響を与えることなく、しかも調節弁が閉方
向に収れんすることな鳴、ア〜工部の温度を同一となる
ように制御することができる。
しかしながら、本方法は熱交換器が集合するごとに温度
検出端および調節弁を必要とする。
検出端および調節弁を必要とする。
二の問題を解決するための他の実施例を第２図により説
明する。第２図において、第１図と同一のものは同符号
で示す。
明する。第２図において、第１図と同一のものは同符号
で示す。
ＴＹＩ、ＴＹ２は２個所の温度の平均又は和を出力する
演算器である。ＴＢＩ、ＴＢ２はバイアス演算器で、出
力信号にバイアスを加える機能を有する。
演算器である。ＴＢＩ、ＴＢ２はバイアス演算器で、出
力信号にバイアスを加える機能を有する。
以上の構成において、第１図の場合と同様にしてア部の
温度が低下した場合、第１図での説明とまったく同様に
調節計ＴＣ１と調節弁ＣＶＩ、Ｃ■２の作用によってア
部とイ部の温度が同一になるように作動する。
温度が低下した場合、第１図での説明とまったく同様に
調節計ＴＣ１と調節弁ＣＶＩ、Ｃ■２の作用によってア
部とイ部の温度が同一になるように作動する。
また、ア部の温度が低下した場合は当然ながら演算器Ｔ
ＹＩより出力されるア部とイ部の温度の平均値も低下し
て（る。ここで、ア部とイ部の温度の平均値は熱交換器
Ｈ１とＨ，の合流後の温度、すなわち第１図のオ部の温
度に相当する。一方、演算器ＴＹ２より出力されるつ部
と工部の温度の平均値は、熱交換器Ｈ，とＨ４の合流後
の温度、すなわち＄１図の力部の温度に相当する。第１
図の実施例では、この温度により調節弁ＣＶ５．ＣＶ６
を操作することにより温度平衡制御を行っているが、調
節弁ＣＶ５を操作するかわりに第２図の調節弁ＣＶＩと
ＣＶ２を同時に同方向に操作することにより、同様の効
果を得ることができる。同様に第１図の調節弁ＣＶ６を
操作するかわりに第２図の調節弁ＣＶ３とＣＶ４を同時
に同方向に操作することにより、同様の効果を得ること
ができる。そこで、第２図の調節計ＴＣ３の出力は前述
の二つの調節弁を同時に同方向に操作するためにバイア
ス演算器ＴＢＩ、ＴＢ２に導いて第１図と同様の効果を
もたすようにしている。
ＹＩより出力されるア部とイ部の温度の平均値も低下し
て（る。ここで、ア部とイ部の温度の平均値は熱交換器
Ｈ１とＨ，の合流後の温度、すなわち第１図のオ部の温
度に相当する。一方、演算器ＴＹ２より出力されるつ部
と工部の温度の平均値は、熱交換器Ｈ，とＨ４の合流後
の温度、すなわち＄１図の力部の温度に相当する。第１
図の実施例では、この温度により調節弁ＣＶ５．ＣＶ６
を操作することにより温度平衡制御を行っているが、調
節弁ＣＶ５を操作するかわりに第２図の調節弁ＣＶＩと
ＣＶ２を同時に同方向に操作することにより、同様の効
果を得ることができる。同様に第１図の調節弁ＣＶ６を
操作するかわりに第２図の調節弁ＣＶ３とＣＶ４を同時
に同方向に操作することにより、同様の効果を得ること
ができる。そこで、第２図の調節計ＴＣ３の出力は前述
の二つの調節弁を同時に同方向に操作するためにバイア
ス演算器ＴＢＩ、ＴＢ２に導いて第１図と同様の効果を
もたすようにしている。
また、演算器ＴＹＩ、ＴＹ２よりの出力は、それぞれの
大小の比較のみ１こ使用するものであり、２個所の検出
温度の成分を均等に含んだものであればよく、平均値で
なくとも和であっても同様の効果を得ることができる。
大小の比較のみ１こ使用するものであり、２個所の検出
温度の成分を均等に含んだものであればよく、平均値で
なくとも和であっても同様の効果を得ることができる。
以上説明したように本方法によれば検出点、調節弁を追
加することなく前述の実施例と同一の効果を得ることが
できる。
加することなく前述の実施例と同一の効果を得ることが
できる。
また、本発明は熱交換器の数が２のべき乗だけでなく、
例えば３個の場合、第３図に示すような構成とすること
により実現することができる。但し、この場合調節弁Ｃ
Ｖ５を流れる流量は調節弁Ｃｖ６に比較して約２倍とな
っているため、調節針ＴＣ３からの信号のゲインを調節
弁ＣＶ５とＣ■６とで変えてやる必要がある。
例えば３個の場合、第３図に示すような構成とすること
により実現することができる。但し、この場合調節弁Ｃ
Ｖ５を流れる流量は調節弁Ｃｖ６に比較して約２倍とな
っているため、調節針ＴＣ３からの信号のゲインを調節
弁ＣＶ５とＣ■６とで変えてやる必要がある。
なお、本内容を第２図の如き調節弁および温度検出端を
節約する方法にできることはいうまでもない。
節約する方法にできることはいうまでもない。
本発明は以上述べたように、複数個並列に使用される多
連式熱交換器において、各熱交換器のうち二つずつの熱
交換器を一つずつの対として設定し、更に二つずつの対
もしくは一つの対と一つの熱交換器群を一つずつのグル
ープとして設定し、更に二つずつのグループの熱交換器
群を一つずつのブロックとして設定し、以下順次同様に
して最終次は各熱交換器群を二つに区分し、それぞれの
対ごと、グループごと、ブロックごと、最終次は区分ご
との温度バランスが同一となるように被熱交換流体流量
を調整するようにしたものであるから、複数個並列に使
用される多連式熱交換器の温度を常時平衡に制御するこ
とができる。
連式熱交換器において、各熱交換器のうち二つずつの熱
交換器を一つずつの対として設定し、更に二つずつの対
もしくは一つの対と一つの熱交換器群を一つずつのグル
ープとして設定し、更に二つずつのグループの熱交換器
群を一つずつのブロックとして設定し、以下順次同様に
して最終次は各熱交換器群を二つに区分し、それぞれの
対ごと、グループごと、ブロックごと、最終次は区分ご
との温度バランスが同一となるように被熱交換流体流量
を調整するようにしたものであるから、複数個並列に使
用される多連式熱交換器の温度を常時平衡に制御するこ
とができる。
第１図ないし第３図は本発明の実施例を示す系統図であ
る。 Ａ・・・・・・加熱流体、Ｂ・・・・・・被加熱流体、
Ｈ！〜Ｈ４・・・・・・熱交換器、ＴＣＩ〜ＴＣ３・・
・・・・調節針、ＣＶ１〜ＣＶ６・・・・・・調節弁、
ＴＹＩ、ＴＹ２・・・・・・平均又は加算演算器、ＴＢ
Ｉ、ＴＢ２・・・・・・バイアス演算器 Ｔ１図 ′１′ｚ図
る。 Ａ・・・・・・加熱流体、Ｂ・・・・・・被加熱流体、
Ｈ！〜Ｈ４・・・・・・熱交換器、ＴＣＩ〜ＴＣ３・・
・・・・調節針、ＣＶ１〜ＣＶ６・・・・・・調節弁、
ＴＹＩ、ＴＹ２・・・・・・平均又は加算演算器、ＴＢ
Ｉ、ＴＢ２・・・・・・バイアス演算器 Ｔ１図 ′１′ｚ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個並列に使用される多連式熱交換器において、
各熱交換器のうち二つずつの熱交換器を一つの対として
設定し、更に二つずつの対もしくは一つの対と一つの熱
交換器群を一つのグループとして設定し、更に二つずつ
のグループの熱交換器群を一つのブロックとして設定し
、以下順次同様にして最終次は各熱交換器群を二つに区
分し、それぞれの対ごと、グループごと。 ブロックごと、最終次は区分ごとの温度バランスが同一
となるように被熱交換流体流量を調整することを特徴と
する多連式熱交換器の温度平衡制御方法。 ２．１対の各熱交換器ごとに温度検出端および調節弁を
設けて検出温度が同一となるように被熱交換流体流量を
調整するとともに、１グループの各対ごとに温度検出端
および調節弁を設けて検出温度が同一となるように被熱
交換流体流量を調整し、更に１ブロツクの各グループご
とに温度検出端および調節弁を設けて検出温度が同一と
なるように被熱交換流体流量を調整し、以下順次同様に
して最終次は二つの区分ごとに温度検出端および調節弁
を設けて検出温度が同一となるように被熱交換流体流量
を調整することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の多連式熱交換器の温度平衡制御方法。 ３、 各熱交換器の被熱交換流体の入口部および加熱流
体の入口部を除く同一位置に対応する個所の温度検出端
および流体流量調節用の調節弁を設けて１対内の各熱交
換器の検出温度が同一となるよう調節弁により１対内の
被熱交換流体流量を調整するとともに、１グループ内に
おいては１対内の各熱交換器の検出温度の平均値又は和
が他の１対内の各熱交換器の検出温度の平均値又は和と
同一となるよう１対車位の調節弁を同時に同方向に操作
することにより被熱交換流体流量を調整するとともに、
１ブロツク内においては、１グループ内の各熱交換器の
検出温度の平均値又は和が他の１グループ内の各熱交換
器の検出温度の平均値又は和と同一となるよう１グル一
プ単位で調節弁を同時に同方向に操作することにより被
熱交換流体流量を調整するとともに以下順次同様にして
最終次は二つの区分で同様の作用をなすようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多連式熱交換
器の温度平衡制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155483A JPS59137797A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 多連式熱交換器の温度平衡制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155483A JPS59137797A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 多連式熱交換器の温度平衡制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137797A true JPS59137797A (ja) | 1984-08-07 |
| JPS6316038B2 JPS6316038B2 (ja) | 1988-04-07 |
Family
ID=11781162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1155483A Granted JPS59137797A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 多連式熱交換器の温度平衡制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137797A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2099559A1 (en) * | 2006-12-19 | 2009-09-16 | Alfa Laval Corporate AB | A sectioned flow device |
| EP3006875A1 (de) * | 2014-10-09 | 2016-04-13 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur Regelung eines gekoppelten Wärmetauscher-Systems und Wärmetauscher-System |
| US20210348850A1 (en) * | 2020-05-05 | 2021-11-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Coil wound heat exchanger |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130304A (ja) * | 1974-09-06 | 1976-03-15 | Canon Kk | Kogatachokuryukaitendenki |
-
1983
- 1983-01-28 JP JP1155483A patent/JPS59137797A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130304A (ja) * | 1974-09-06 | 1976-03-15 | Canon Kk | Kogatachokuryukaitendenki |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2099559A1 (en) * | 2006-12-19 | 2009-09-16 | Alfa Laval Corporate AB | A sectioned flow device |
| EP2099559A4 (en) * | 2006-12-19 | 2009-12-09 | Alfa Laval Corp Ab | IN SECTIONS SUBSTITUTED FLOW ARRANGEMENT |
| JP2010513014A (ja) * | 2006-12-19 | 2010-04-30 | アルファ ラヴァル コーポレイト アクチボラゲット | 分割流れ装置 |
| AU2007334650B2 (en) * | 2006-12-19 | 2012-07-19 | Alfa Laval Corporate Ab | A sectioned flow device |
| EP3006875A1 (de) * | 2014-10-09 | 2016-04-13 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur Regelung eines gekoppelten Wärmetauscher-Systems und Wärmetauscher-System |
| WO2016055162A1 (de) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur regelung eines gekoppelten wärmetauscher-systems und wärmetauscher-system |
| US10345040B2 (en) | 2014-10-09 | 2019-07-09 | Linde Aktiengesellschaft | Method for controlling a coupled heat exchanger system and heat exchanger system |
| US20210348850A1 (en) * | 2020-05-05 | 2021-11-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Coil wound heat exchanger |
| US11561049B2 (en) * | 2020-05-05 | 2023-01-24 | Air Products And Chemicals, Inc. | Coil wound heat exchanger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316038B2 (ja) | 1988-04-07 |
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