JPS6316038B2 - - Google Patents
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- JPS6316038B2 JPS6316038B2 JP58011554A JP1155483A JPS6316038B2 JP S6316038 B2 JPS6316038 B2 JP S6316038B2 JP 58011554 A JP58011554 A JP 58011554A JP 1155483 A JP1155483 A JP 1155483A JP S6316038 B2 JPS6316038 B2 JP S6316038B2
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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)
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。
器の温度平衡制御方法に関するものである。
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つて大形化すべき
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。
る各種の熱交換器もそれに見合つて大形化すべき
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つては複数の熱
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。
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。
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。
したがつて、これを矯正し、並例に使用されるす
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。
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。
したがつて、これを矯正し、並例に使用されるす
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。
従来の多連式熱交換器の温度制御方法として特
許第856091号がある。
許第856091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。
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。
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つ
た。
として各熱交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つ
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。
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。
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、該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、該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、更に二つずつ
のグループの熱交換器群を一つのブロツクとして
設定し、該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
にして最終次は各熱交換器群二つに区分し、該二
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
調整することによりそれぞれの対ごと、グループ
ごと、ブロツクごと、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。
換器の温度平衡制御方法において、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、該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、該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、更に二つずつ
のグループの熱交換器群を一つのブロツクとして
設定し、該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
にして最終次は各熱交換器群二つに区分し、該二
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
調整することによりそれぞれの対ごと、グループ
ごと、ブロツクごと、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。
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、TC１〜TC
３は外部信号によりその設定値が設定される、い
わゆるカスケード調節計で、検出温度の一方が設
定値入力他方が測定値入力としてある。CV１〜
CV６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CV１と調節弁CV２は調節計
TC１の制御出力により調節弁CV１が全開となつ
ても操作量が不足する場合は調節弁CV２を閉方
向に操作し、逆に調節弁CV２が全開となつても
操作量が不足する場合は、調節弁CV１を閉方向
に操作するように構成されており、調節弁CV１，
CV２のどちらか一方は必ず全開となるようにし
てある。調節弁CV３と調節弁CV４および調節弁
CV５と調節弁CV６も同様な構成としてある。
H4は、並列に接続された熱交換器、TC１〜TC
３は外部信号によりその設定値が設定される、い
わゆるカスケード調節計で、検出温度の一方が設
定値入力他方が測定値入力としてある。CV１〜
CV６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CV１と調節弁CV２は調節計
TC１の制御出力により調節弁CV１が全開となつ
ても操作量が不足する場合は調節弁CV２を閉方
向に操作し、逆に調節弁CV２が全開となつても
操作量が不足する場合は、調節弁CV１を閉方向
に操作するように構成されており、調節弁CV１，
CV２のどちらか一方は必ず全開となるようにし
てある。調節弁CV３と調節弁CV４および調節弁
CV５と調節弁CV６も同様な構成としてある。
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の設定値が下がつたことに
なり、イ部の温度を低下させるように調節計TC
１の信号により調節弁CV２を開方向に操作して、
熱交換器H1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に作動する。
なお、この時調節弁CV２が全開の場合は調節弁
CV１を閉方向に操作することは前述したとおり
である。
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の設定値が下がつたことに
なり、イ部の温度を低下させるように調節計TC
１の信号により調節弁CV２を開方向に操作して、
熱交換器H1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に作動する。
なお、この時調節弁CV２が全開の場合は調節弁
CV１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、オ部とカ部の温度が同一となるよう
に制御する。
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、オ部とカ部の温度が同一となるよう
に制御する。
ウ部とエ部の温度も同様に調節計TC２と調節
弁CV３およびCV４によつて同一となるように制
御されている。
弁CV３およびCV４によつ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く、ア部〜
エ部の温度を同一となるように制御することがで
きる。
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く、ア部〜
エ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。
とに温度検出端および調節弁を必要とする。
こ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。
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。
TY１，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。TB１，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。
出力する演算器である。TB１，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
まつたく同様に調節計TC１と調節弁CV１，CV
２の作用によつてア部とイ部の温度が同一になる
ように作動する。
てア部の温度が低下した場合、第１図での説明と
まつたく同様に調節計TC１と調節弁CV１，CV
２の作用によつ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TY１より出力されるア部とイ部の温度の
平均値も低下してくる。ここで、ア部とイ部の温
度の平均値は熱交換器H1とH2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より出力されるウ部とエ部の温度の
平均値は、熱交換器H3とH4の合流後の温度、す
なわち第１図のカ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つている
が、調節弁CV５を操作するかわりに第２図の調
節弁CV１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TB１，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。
演算器TY１より出力されるア部とイ部の温度の
平均値も低下してくる。ここで、ア部とイ部の温
度の平均値は熱交換器H1とH2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より出力されるウ部とエ部の温度の
平均値は、熱交換器H3とH4の合流後の温度、す
なわち第１図のカ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つている
が、調節弁CV５を操作するかわりに第２図の調
節弁CV１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TB１，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TY１，TY２よりの出力は、そ
れぞれの大小の比較のみに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つても同様の
効果を得ることができる。
れぞれの大小の比較のみに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つても同様の
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。
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。
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CV５を流れる流量は調節弁
CV６に比較して約２倍となつているため、調節
計TC３からの信号のゲインを調節弁CV５とCV
６とで変えてやる必要がある。
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CV５を流れる流量は調節弁
CV６に比較して約２倍となつているため、調節
計TC３からの信号のゲインを調節弁CV５とCV
６とで変えてやる必要がある。
なお、本本内容を第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。
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。
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の温度平衡制御方法におい
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、該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、該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、更に二つずつのグループの熱交換器群を一つ
のブロツクとして設定し、該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各熱交換器群二
つに区分し、該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によりそれぞれの
対ごと、グループごと、ブロツクごと、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。
される多連式熱交換器の温度平衡制御方法におい
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、該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、該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、更に二つずつのグループの熱交換器群を一つ
のブロツクとして設定し、該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各熱交換器群二
つに区分し、該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によりそれぞれの
対ごと、グループごと、ブロツクごと、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、H1〜H4
……熱交換器、TC１〜TC３……調節計、CV１
〜CV６……調節弁、TY１，TY２……平均又は
加算演算器、TB１，TB２……バイアス演算器。
統図である。 Ａ……加熱流体、Ｂ……被加熱流体、H1〜H4
……熱交換器、TC１〜TC３……調節計、CV１
〜CV６……調節弁、TY１，TY２……平均又は
加算演算器、TB１，TB２……バイアス演算器。
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の温
度平衡制御方法において、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、該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、該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、更に二つずつのグループ
の熱交換器群を一つのブロツクとして設定し、該
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
次は各熱交換器群を二つに区分し、該二つの区分
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 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に
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
節すると共に、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対単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
と共に、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グルー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加熱流体流量
を調整すると共に、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 JPS59137797A (ja) | 1984-08-07 |
| JPS6316038B2 true 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) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE530902C2 (sv) * | 2006-12-19 | 2008-10-14 | Alfa Laval Corp Ab | Sektionerad flödesanordning och förfarande för att reglera temperaturen i denna |
| EP3006875A1 (de) * | 2014-10-09 | 2016-04-13 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zur Regelung eines gekoppelten Wärmetauscher-Systems und Wärmetauscher-System |
| US11561049B2 (en) * | 2020-05-05 | 2023-01-24 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59137797A (ja) | 1984-08-07 |
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