JPS5919885Y2 - 温水用熱交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、温水用熱交換装置に係り、特に工場用の蒸気
などを利用して水槽内の温水を効率よく加熱でき、しか
も水槽をコンパクトに形成したものに関する。

従来、温水を生成する温水用熱交換装置は種々提供され
ているが、省エネルギーの観点から、専用のボイラーな
どは利用せず、例えば工場で用いられている蒸気などの
熱源を利用して、水槽中の貯溜水を加熱して温水を得る
ことが望ましい。

この場合、工場で用いられる蒸気あるいは高温ドレンの
熱源により水槽中の貯溜水を加熱して一定温度以上の温
水と威すには、該熱源を水槽の貯溜水中に直接加入して
貯溜水を直接加熱するか、または、水槽に熱交換器を設
け、該熱交換器に前記熱源を循環させて貯溜水を間接的
に加熱するかの両手段が考えられる。

ところが、前者によると、貯溜水は迅速に加熱され、水
槽を小形化できる利点があるが、多量の蒸気を必要とす
ること、およびこの蒸気を貯溜水に供給するため、その
分だけ工場用の蒸気用のきれいな水を新たに必要とする
ことから、水量的に無駄が多い。

また、後者によると、貯溜水の加熱に利用され、用済み
となった熱源ドレンは、熱交換器から熱源配管に循環し
て回収されるので、きれいな水の補充水量が少なくなる
利点があるが、冬期の寒い朝に水温が一定温度以下に低
下した場合、水温の立ち上りを早める必要があるときで
も、貯溜水は間接加熱のため昇温の立ち上りが遅いとい
う問題があった。

この立ち上りを少しでも早くするためには熱交換器を大
きくすればよいが、このためだけに熱交換器を大きくす
ることはコストアップにつながるし、ひいては水槽が前
者にくらべて大幅に大きくなる問題があった。

しかして、本考案は以上の問題を解決すべく考案したも
ので、目的とする所は、水槽中の貯溜水を、工場で用い
られる蒸気などの熱源で加熱する場合に、通常時は水槽
中に設けた熱交換器に前記熱源を流通させて間接加熱す
る一方、寒い朝など貯溜水の温度が異常に低いときのみ
前記蒸気を直接貯溜水に混入させることにより、蒸気の
有効利用により、補充水量をできるだけ少なくせしめる
とともに、水槽および熱交換器のコンパクト化を計り得
る温水用熱交換装置を提供する点にある。

即ち、本考案は工場用の蒸気配管およびドレン配管から
なる熱源配管と温水を貯溜する水槽とを備え、前記水槽
に熱交換器を設けて、該熱交換器に、前記蒸気配管と連
絡する入口管及びドレン配管と連絡する出口管を接続す
ると共に、前記水槽に、熱源噴射管を設けて、該噴射管
を、前記入口管に開閉弁をもった連絡管を介して接続し
たことを特徴とするものである。

以下、本考案装置の実施例を図面に基づいて説明する。

本装置は、工場に配管された蒸気配管１ａとドレン配管
１ｂとからなる熱源配管１と、水槽４ａとから構成され
ており、該水槽４ａ内には熱交換器９と、先端にサイレ
ンサを有する熱源噴射管１２とが配設されている。

該熱交換器９の一端には前記蒸気配管１ａと連絡する入
口管１０が接続され、また他端には前記ドレン配管１ｂ
と連絡する出口管１１が接続されている。

また前記熱源噴射管１２は、開閉弁■１をもった連絡管
１３を介して、前記入口管１０に接続されている。

該入口管１０には電動弁■３が介設されている。

該電動弁■３は水槽４内の水温が例えば２５℃のとき全
閉となり、水温低下に従って開度が大きくなり、２０℃
で全開となる如く作動するものである。

一方、前記熱源配管１は、蒸気配管１ａとドレン配管１
ｂとの間にボイラ２が配設されて構成されており、ドレ
ン配管１ｂ中のドレンがボイラ２で加熱されて蒸気とな
り、蒸気配管１ａを流通し、蒸気負荷（図示せず）を経
由して前記ドレン配管１ｂにもどることき閉回路となっ
ている。

以上説明した温水用熱交換装置は、工場用暖房装置の一
構成機器として使用されるのであって、この暖房装置は
、前記温水用熱交換装置に加えて、工場の作業者の足元
を暖房する放熱マット５と、圧縮機１６、水用凝縮器６
、水用蒸発器７からなる冷凍装置８と、補助水槽４ｂと
、ソーラコレクタ３とから構成される。

前記放熱マット５の入口側は温水配管２２を介して水用
凝縮器６の出口側に連結される。

該水用凝縮器６の入口側はポンプＰ２を介設した温水配
管２３により補助水槽４ｂに連絡される。

また前記放熱マット５の出口側は温水配管２４により補
助水槽４ｂに連絡される。

一方、前記温水用熱交換装置の水槽４ａは、ポンプＰ１
を有する温水配管１４と、該温水配管１４から分岐した
温水配管１７と、水量調節弁■５を有する温水配管１８
とを介して水用蒸発器７の入口側に、温水配管１９によ
り水用蒸発器７の出口側にそれぞれ連絡されている。

前記水量調節弁Ｖ５は、圧縮器１６の吸入側の圧力が低
いとき開度大となり、高いとき小となるごとく開度可変
となっている。

また排水槽４ａの上方位置に前記補助水槽４ｂが配設さ
れ、雨水槽４ ａ 、４ ｂはオーバーフロー管２１に
より連絡されている。

またソーラコレクタ３は、入口側に前記温水配管１４が
、出口側に水槽４ａと連絡する温水配管１５がそれぞれ
接続されている。

なお■４は開閉弁である。

また■２は、放熱マット５の入口側と温水配管１７とを
結ぶ温水配管に介設された開閉弁、■４・・・・・・は
開閉弁、■８・・・・・・は逆止弁、２０は排出管、２
５は給湯設備、２６．２７は給水管である。

なお、前記各開閉弁Ｖ、、Ｖ２．Ｖ４は例えば電磁弁を
使用するのである。

また、ｔｈｌ、ｔｈ２．ｔｈ３．ｔｈ４はそれぞれ前記
水槽４ａの水温を検知する第１、第２、第３、第４検出
器であり、ｔｈ５はソーラコレクタ３の出口付近の水温
を検知する第５検出器である。

第１検出器ｔｈ１は、開閉弁■１の開閉制御をするもの
であって、水槽４ａ内の水温が２０℃より低下すると、
開閉弁■１を開き、２０℃以上で閉じるごとく信号を発
するものである。

第２検出器ｔｈ２は電動弁Ｖ３の開度制御をするもので
、水温が２５℃を越えると全閉、２５〜２０℃の間で開
度を比例的に増大し、２０℃より下がると全開となるご
とく信号を発するものである。

第３検出器ｔｈ３は開閉弁■２の開閉制御をなすもので
、水温が上昇して６０℃以上になると開き、逆に低下し
て５０℃以下になると閉じるごとく信号を発するもので
ある。

第４検出器ｔｈ４は、水槽４ａ内の水温がソーラコレク
タ３側の第５検出器ｔｈ５で検出される水温より低いと
き開閉弁■４を開き、逆に高いとき閉じるごとく信号を
発するものである。

以上説明した温水用熱交換装置を有する工場用暖房装置
により暖房する場合を以下述べる。

まず、早期の暖房開始時は、温水用熱交換装置の水槽４
ａ内の水温が低い（例えば８℃）が、この水温を第１検
出器ｔｈ１が検知して開閉弁Ｖ１を開くとともに、第２
検出器ｔｈ２により電動弁■３が全開となる。

このため、蒸気配管１ａからの蒸気は入口管１０からそ
の１部が連絡管１３、開閉弁■１を通り、熱源噴射管１
２から水槽４ａ内に直接供給される。

同時に残りの蒸気は熱交換器９に流入し、間接的に水槽
４ａ内の温・水を加熱し、その後出口管１１からドレン
配管１ｂにもどる。

よって、水槽４ａ内の水温は急速に上昇するのである。

そしてこの水槽４ａ内の温水がポンプＰ１により温水配
管１４，１７．１８を介して水用蒸発器７に流通するこ
とにより、水用熱交換器９の熱源となる一方、暖房に利
用される温水は、補助水槽４ｂからポンプＰ２により温
水配管２３を通り、水用凝縮器６に流入し、ここで高温
水となって、温水配管２２を介して放熱マット５に流入
し、暖房するのである。

そしてこの温水は補助水槽４ｂにもどるのである。

また前記水用蒸発器７を出た温水は、温水配管１９より
水槽４ａにもどる。

なお、以上の運転は早朝時に限らず、例えば夜間時にお
いてもなされるものである。

つぎに、昼間時には前記水槽４ａ内の温水が２０℃に上
昇すれば第１検出器ｔｈ１により開閉弁■１が閉じるの
で、以後は前記熱交換器９のみにより温水が間接加熱さ
れることとなる。

この温水が前記水用蒸発器７に流通することにより、前
記と同様の暖房運転がなされるのである。

この暖房運転中、前記水槽４ａ内の水温が２０℃から２
５℃の間で変化するときは熱交換器９に流入する蒸気の
量は電動弁■３の開度変化により調節されることとなる
のである。

またこの場合、水槽４ａ内の水温がソーラコレクタ３の
水温より低くなれば開閉弁Ｖ４が開き、該水槽４ａ内の
温水はその１部がソーラコレクタ３に流通し、加熱され
ることとなる。

しかし、このソーラコレクタ３による吸熱が不十分な場
合には、前記水温が２０℃より以下に低下することがあ
る。

このときは第１検出器ｔｈ１により開閉弁■１が開き、
熱源噴射管１２から直接蒸気が噴射され、前記温水は急
速に２０℃まで加熱されることとなるのである。

なお、この蒸気の直接噴射により、水槽４ａ内の水量が
過剰となったときは、排出管２０から排出することとな
るが、この蒸気の直接噴射は一時的なものであるから、
この排出量は少量であり、水量の損失は無視できる程度
のものである。

なお、この工場用暖房装置は、コレクタ３を介して水槽
４ａに供給される太陽熱の供給量が増加して、水槽４ａ
の水槽が２５℃より上昇すると、第２検出器ｔｈ２によ
り電動弁■３が閉じ、蒸気配管１ａから熱源の供給が停
止され、太陽熱のみを補助熱源とする冷凍装置８の運転
により暖房運転が行なわれるのである。

また、ソーラコレクタ３を介して水槽４ａに供給される
太陽熱の供給量が充分多くなって、水槽４ａの水温が例
えば６０℃になると、第３検出器ｔｈ３により、開閉弁
ｖ２が開き、ポンプＰ２、冷凍装置８の駆動が停止され
、水槽４ａの温水がポンプＰ１により温水配管１４．１
７、開閉弁■２を通り、放熱マット５に循環し、太陽熱
のみによる暖房運転が行なわれるのである。

なお前記放熱マット５を流出した温水は、温水配管２４
を通って補助水槽４ｂに流入し、水面が上昇したのちオ
ーバーフロー管２１から水槽４ａにもどるのである。

なお、以上の実施例において、開閉弁■１は電磁弁にか
えて手動による開閉弁としてもよい。

また、図面に破線で示すごとく、蒸気配管１ａの下端部
にドレントラップＤＴを介した配管１０ ａを入口管１
０に接続し、蒸気配管１ａ中を流れる蒸気の１部が外気
によって冷やされて生じた高温ドレンを水槽４ａ内の温
水の加熱源として利用する如くしてもよいことはいうま
でもない。

また、水槽４ａ内の水温が２０℃より低いとき、熱交換
器９人口側の開閉弁■４を閉じることにより、入口管１
０を流通する蒸気の全量を直接水槽４ａ内に噴射するよ
うにしてもよい。

また水槽４ａの温水は、給水設備２５に供給することに
より、作業者の手洗い用に使用できるものである。

以上のごとく本考案は、工場用の蒸気配管１ａおよびド
レン配管１ｂからなる熱源配管１を備える一方、温水を
貯溜する水槽４ａに熱交換器９を設けて、該熱交換器９
に前記蒸気配管１ａと連絡する人口管１０及びドレン配
管１ｂと連絡する出口管１１を接続すると共に、前記水
槽４ａに熱源噴射管１２を設けて、該噴射管１２を、前
記入口管１０に、開閉弁■１をもった連絡管１３を介し
て接続したので、通常時は熱交換器９のみにより水槽４
ａ内の温水を間接的に加熱でき、前記熱交換器９中を流
通する蒸気は全量ドレン配管１ｂに回収され、水温が異
常に低いときのみ熱源噴射管１２から直接蒸気を噴射し
て急速に水温を昇温できる。

その結果、熱交換器９ひいては水槽４ａの大きさを小さ
くできると共に、前記熱源の補給水量を少量にでき、従
って経済的な温水用熱交換装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示す温水配管系統図である。 １・・・・・・熱源配管、１ａ・・・・・・蒸気配管、
１ｂ・・・・・・ドレン配管、４ａ・・・・・・水槽、
９・・・・・・熱交換器、１０・・・・・・入口管、１
１・・・・・・出口管、１２・・・・・・熱源噴射管、
１３・・・・・・連絡管、■１・・・・・・開閉弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工場用の蒸気配管１ａおよびドレン配管１ｂからなる熱
   源配管１と温水を貯溜する水槽４ａとを備え、前記水槽
   ４ａに熱交換器９を設けて、該熱交換器９に、前記蒸気
   配管１ａと連絡する入口管１０及びドレン配管１ｂと連
   絡する出口管１１を接続すると共に、前記水槽４ａに、
   熱源噴射管１２を設けて、該噴射管１２を、前記入口管
   １０に、開閉弁■１をもった連絡管１３を介して接続し
   たことを特徴とする温水用熱交換装置。