JPS63243673A - 熱交換設備 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱交換設備に係り、冷熱源設備によって加熱或
いは冷却して所定温度に調整される熱交換媒体液を使用
側の熱交換器（冷却装置或いは暖房装置）に流して熱交
換を行う熱交換設備に関する。

〔従来技術〕

一般に冷暖房設備に於いて、加熱或いは冷却を行う冷熱
源を直接暖房装萱或いは冷却装置とせずに、冷熱源から
熱交換媒体液を介して間接的に使用側で熱エネルギーを
取出し暖房器或いは冷却器とした熱交換設備が用いられ
る。ところで、従来の熱交換設備においては、使用側の
熱交換器、例えば冷却器に用いられる冷媒液の温度は使
用される冷却器の目的、又は機種によって異なる場合が
ある。このような場合には、冷熱源設備を複数設け、各
冷却器に必要とされる温度の冷媒を各冷熱源設備に夫々
供給するか或いは使用される冷却器の最低温度の冷媒液
を少量送流して各冷却器に順次適用対処させる方法が取
られている。

〔発明が解決しようとした問題点〕

しかしながら、このような従来の熱交換設備においては
、異なった温度の熱交換媒体液を各々得るには複数の冷
熱源設備を必要とし、イニシャルコスト、ランニングコ
ストが共に増大する不具合がある。また、最低温度の熱
交換媒体液を他の熱交換器等に送流したのでは、熱交換
媒体液を不必要１．：　消ｔＲしランニングコストがア
ップする不具合があり、熱交換器等の温度調節も正確に
できない不具合がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、熱交
換媒体液の使用温度が異なる複数の熱交換器に効率良く
熱交換媒体液を供給し、イニシャルコスト及びランニン
グコストが減少する熱交換設備を提案することを目的と
している。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するために、熱交換媒体液が貯
留される漕と、前記槽内に立設され槽内を複数の区分域
に分割する仕切壁と、槽内の熱交換媒体液を加熱或いは
冷却し、所定温度に調整して槽内に戻す冷熱源設備と、
前記槽内の区分域のうち第１の区分域と第２の区分域を
連通ずると共に、次に第２の区分域と第３の区分域を連
通し、以下これを繰返して各区分域を接続する夫々の送
流通路と、熱交換媒体液の使用温度に応じて夫々の送流
通路に設定配置される熱交換器と、から構成したことを
特徴とした。

〔作用〕

本発明に係る熱交換設備によれば、槽を仕切壁によって
複数の区分域に分割し、各区分域間を連結する通路の熱
交換器で熱交換媒体液を使用することにより、熱交換媒
体液が順次段階をおって高温或いは低温になるようにし
、各区分域の熱交換媒体液を槽内で温度区分したもので
ある。従って、使用温度の異なる熱交換器をその温度の
使用最適条件に対応させて送流ラインに組合わせ配置す
るので、冷熱源設備からの熱交換媒体液は熱交換が効率
良く行われ、熱交換設備のイニシャルコスト及びランニ
ングコストを下げることができる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る熱交換設備の好まし
い実施例を詳説する。　　゛ 第１図は本発明に係る熱交換設備の説明図である。第１
図に示すように槽１０内には熱交換媒体液としての冷水
１２が貯留される。槽１０内には３個の仕切壁２２Ａ、
２２Ｂ、２２Ｃが立設され、槽１０内は４個の区分域２
４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ。

２４Ｄが形成される。仕切壁２２Ａは他の仕切壁２２Ｂ
、２２Ｃより長く形成されるが、上端は冷水１２の液面
下に位置する。このため、区分域２４Ａ、２４Ｂ、２４
Ｃ，２４Ｄの上方は連通されている。槽１０の左側には
混合弁１４、送流ポンプ１６及び冷却設備１８が設けら
れる。冷水１２は槽１０の区分域２４Ａの上部から導入
され冷却設備１８で一定の温度（温度Ｔｏ）に冷却され
た後、槽１０の区分域２４Ａの下部内に戻される。

送流ポンプ１６の後段には温度検出計２０が設けられ、
混合弁１４は温度検出計２０の信号に基づいて槽１０内
からの冷水温度に応じて冷水量を調節している。

槽１０の区分域２４Ａの底面には冷水１２の送流ライン
２６Ａの冷水導入口２８Ａが形成され、冷水１２は送流
ポンプ３０によって送流ライン２６Ａに送流される。冷
水１２は制御弁３２及び冷水の温度Ｔ０で使用される熱
交換器３４Ａを通って仕切壁２２Ｂの上端に形成された
開口３６Ａから区分域２４Ｂ内に流出される。区分域２
４Ｂの底面には、送流ライン２６Ｂの冷水導入口２８Ｂ
が形成され、冷水１２は送流ポンプ３０によってライン
２６Ｂに送流される。冷水１２は混合弁３８、制御弁３
２及び冷水温度Ｔ１　で使用される熱交換器３４Ｂを通
過して仕切壁２２Ｃに形成された開口３６Ｂから区分域
２４Ｃに戻される。区分域２４Ｃの底面には送流ライン
２６Ｃの冷水導入口２８Ｃが形成され、冷水１２は送流
ポンプ３０によって送流ライン２６Ｃに送流される。冷
水１２は混合弁３８、制御弁３２及び冷水温度Ｔ２で使
用される熱交換器３４Ｃを通って槽１０の右側壁中間部
に形成された開口３６Ｃから区分域２４Ｄに戻される。

区分域２４Ｄの底面には送流ライン２６Ｄの導入口２８
Ｄが形成され、冷水１２は送流ポンプ３２によって送流
される。冷水１２は混合弁３８、制御弁３２及び冷水温
度Ｔ、で使用される熱交換器３４Ｄを通って槽１０の右
側壁上部に形成された開口３６Ｄから１１１１０の上部
域に流出される。尚、熱交換器３４Ａ乃至３４Ｄの使用
温度Ｔ。乃至Ｔ３　はＴ　ｏ　＜　Ｔ　Ｉ＜　Ｔ　２　
＜　Ｔ　ｓ　の関係にある。

また槽１２の区分域２４Ａの底面には冷水温度調節ライ
ン４０が接続され、調節ライン４０は送流ライン２６Ｂ
乃至２６Ｄに設けられた各混合弁３８に接続される。送
流ライン２６Ｂ乃至２６Ｄにはそれぞれ温度検出計４２
．４２・・・が設けられ、温度検出計４２からの信号に
基づいて混合弁３８は調節される。例えば、送流ライン
２６Ｂに於いて、熱交換器３４Ｂに温度Ｔ、の冷水を送
るために、区分域２４Ｂ内の冷水の温度がＴ、より高い
場合には、混合弁３８が温度検出計４２に基づいて調節
ライン４０から温度Ｔ０の低温冷水と一部混合させて温
度Ｔ１　の冷水になるように調節している。送流ライン
２６Ｃ，２６Ｄにおいても同様な調節がされ熱交換器３
４Ｃには温度Ｔ２　の冷水１２が流れるように調節し、
熱交換器３４Ｄには温度Ｔ、の冷水１２が流れるように
調節している。

前記の如く構成された本発明に係る熱交換設備によれば
、冷水１２は冷却設置１ｔ１８によって槽ＩＯ内で最低
温度である温度Ｔｏ　に冷却され、槽１０の区分域２４
Ａの底部に流出される。温度Ｔ。

の冷水１２は送流ポンプ３０によって送流ライン２６Ａ
に送流され、熱交換器３４Ａで熱交換される。熱交換さ
れた冷水１２は略温度Ｔ１に上昇して区分域２４Ｂに戻
される。区分域２４Ｂ内では略温度Ｔｔ　の冷水１２が
底部に貯留され、略温度Ｔ１　の冷水１２は送流ポンプ
３０によって導入口２８Ｂから送流ライン２６Ｂに送流
される。温度検出計４２は送流ライン２６Ｂに流れる冷
水１２の温度を検出し、検出値に基づいて混合弁３８を
調節している。混合弁３８の調節によって、区分域２４
Ｂ内からの略温度Ｔ、の冷水１２と調節ライン４０から
の温度Ｔｏ　の冷水１２とが混合され温度ＴＩに調節さ
れた後、熱交換器３４Ｂに送流される。冷水１２は熱交
換器３４°Ｂによって熱交換され略温度Ｔ、に上昇され
た後区分域２４Ｃに戻される。区分域２４Ｃ内では略温
度Ｔ、の冷水１２が底部に貯留され、略温度Ｔ２　の冷
水１２は送流ポンプ３０によって導入口２８Ｃから送流
ライン２６Ｇに送流され、送流ライン２６Ｂに示した時
と同様に混合弁３８によって調節された後、熱交換器３
４Ｃに送流される。冷水１２は熱交換器３４Ｃによって
熱交換され略温度Ｔ３　に上昇された後区分域２４Ｄに
戻される。区分域２４Ｄ内では略温度Ｔ３　の冷水１２
が底部に貯留され、略温度Ｔ、の冷水１２は混合弁３８
によって温度調節されて熱交換器３４Ｄに送流され熱交
換される。

温度Ｔ、から温度Ｔ４に上昇した冷水１２は槽１０の右
上の開口３６Ｄから槽１０の上部に戻される。

槽１０の上部に導入された略温度Ｔ４　の冷水１２は各
区分域２４Ａ乃至２４Ｄの底部に貯留される温度Ｔｏ乃
至Ｔ、の冷水１２より高温であるため、槽１０の上部に
滞留すると共に各仕切壁２２Ａ乃至２２Ｃの上端を越流
して槽１０の左上の側面の導入口１３より冷却設備１８
に導入される。

温度Ｔ４　の冷水１２は冷却設備１８によって再び温度
Ｔｏ　に冷却された後、槽１０の区分域２４Ａ内に供給
される。従って、異なる冷水温度で使用される熱交換器
３４Δ乃至３４Ｂは、冷水１２が最低使用温度Ｔ０　で
使用される熱交換器３４Ａから順次高温冷水が使用され
る熱交換器３４Ｂ乃至３４Ｄに送流するように送流ライ
ンに配せられ、多熱交換器３４Ａ乃至３４Ｂは槽１０内
の各区分域２４Ａ乃至２４Ｂから最適条件温度の冷水１
２の供給を受けることができる。この場合、冷水１２は
多熱交換器３４Δ乃至３４Ｂに順次使用されるため、冷
水１２は最大限に利用できる。又、冷却設備１８には最
高温度Ｔ、の冷水１２が送流されるため、冷却設備１８
の運転条件は高効率に維持される。

第２図（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明に係る熱交換設備の第
２実施例を示した説明図である。第２図に示す第２実施
例の熱交換設備は第１実施例で示した熱交換設備と略同
様な構成であり、冷媒には冷水１２が使用され、槽１０
の左側には冷却設備１８及び送流ポンプ１６が設けられ
ている。又、槽１０内には二個の仕切壁２２Ａ、２２Ｂ
が設けられ槽１０内は三つの区分域２４Ａ、２４Ｂ、２
・４Ｃが形成され、それぞれの区分域２４Δ、２４Ｂ、
２４Ｃには送流ライン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃが接続さ
れる。送流ライン２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃには第１図の
第１実施例の熱交換設備と同様に送流ポンプ３０及び異
なる温度Ｔ。５ＴＩＳＴ、で使用される熱交換器３４Ａ
、３４Ｂ、３４Ｃがそれぞれ配せられている。第２実施
例の熱交換設備において第１図に示した第１実施例の熱
交換設備と異なる点は、仕切壁２２Δ、２２Ｂの下部に
それぞれ流量調節口５０．５２が形成されていることで
ある。又、各調節口５０．５２にはスライド蓋５４．５
６が設けられており、上下にスライドして調節口５０．
５２の開閉を行っている。

本発明に係る第２実施例の熱交換設備によれば、熱交換
器３４Ａ乃至３４Ｃに使用される冷水１２の流量がそれ
ぞれ異なる場合に適用される。たとえば、熱交換器３４
Ａの単位時間当たりの冷水使用量をＡ量とし、熱交換器
３４Ｂの冷水使用量をＢ量とし、熱交換器３４Ｃの冷水
使用量をＣ量とすれば、これらの流量がＡ＞Ｂ＞Ｃの関
係にある場合である。この場合には第２図（Ａ＞に示す
ように調節口５０．５２はスライド蓋５４．５６によっ
て共に閉止される。

熱交換器３４Ａで使用された使用冷水Ａ量は区分域２４
Ｂに戻される。Ａ＞Ｂであるため、区分域２４Ｂに戻れ
た冷水Ａ量の大部分は送流ライン２６Ｂから熱交換器３
４Ｂに送流されるが、余分の（Ａ−Ｂ）量は仕切壁２２
Ａの上端を越流して区分域２４Ａの上方（第２図（Ａ）
に示す左方向）に溢れ出ることになる。又、熱交換器３
４Ｂで使用された冷水Ｂ量は区分域２４Ｃに戻される。

区分域２４Ｃに戻された冷水Ｂ量はＣ量だけ熱交換器３
４Ｃに使用され、余分の（Ｂ−（２）量は仕切壁２２Ｂ
の上端を越流して区分域２４Ｂの上方に流れる。又、熱
交換器３４Ｃで最終使用された冷水１２は槽１０の上部
に流出され、この冷水１２は仕切壁２２Ａ、２２Ｂを越
流する余剰冷水１２と同方向に円滑に流れ導入口１３か
ら冷却設備１８に送られることになる。

しかし、多熱交換器３４Ａ乃至３４Ｃの冷水使用量がＡ
＞Ｃ＞Ｂの関係にある場合には、第２図（Ａ）の状態で
は次の様な不具合がある。熱交換器２４Ｂの使用冷水Ｂ
量は区分域２４Ｃに流入されるが、熱交換器３４Ｃで使
用される冷水Ｃ量はＢ量より大きいため、（Ｃ−Ｂ）量
の冷水１２を区分域２４Ｂから仕切壁２２Ｂの上端を越
流させて区分域２４Ｃに（右方向に）流出させる必要が
ある。これは熱交換器３４Ｇから槽１０に送られた最終
使用の冷水１２の流れに逆らうことになり、区分域２４
Ｂ、２４Ｃ間の温度区分を悪くする不具合がある。

そこで、冷水流量がＡ＞Ｃ＞Ｂの関係にある場合には、
第２図（Ｂ）に示すように仕切壁２２Ｂの下部のスライ
ド蓋５６をスライドさせて調節口５２を開放する。これ
により、区分域２４Ｃに供給される冷水Ｂ量は熱交換器
３４Ｃで不足するため、（Ｃ−Ｂ）量が調節口５２より
区分域２４Ｂの下部から区分域２４Ｃに導入されること
になる。

又、区分域２４Ｂ内に供給される冷水Ａ量は熱交換器３
４Ｂに冷水Ｂ量を送流し、調節口５２から（Ｃ−Ｂ）量
が送流して（Ａ−（２）量が過剰となっている。このた
め、（Ａ−（２）量分だけ余剰分として仕切壁２２Ａの
上端より区分域２４Ａの上方に越流することになる。従
って、仕切壁２２Ｂの上方では、冷水１２の越流による
不具合を生じることがなく、熱交換器３４Ｃで最終使用
された冷水１２は円滑に槽１０の上部を移動して冷却設
備１８に送流される。

また、熱交換器３４Ａ乃至３４Ｃで使用される各流量の
関係がＣ＞Ａ＞Ｂの場合には第２図（（２）に示すよう
に調節口５０．５２が共に開放される。このような構成
においては、（Ｃ−Ａ＞量の冷水１２が区分域２４Ａか
ら区分域２４Ｂに調節口５０を介して供給される。また
、（Ｃ−Ｂ）量の冷水１２が区分域２４Ｂ内から区分域
２４Ｃ内に調節口５２を介して供給される。このような
調節口５０．５２により、Ｃ＞Ａ＞Ｂの関係においては
、仕切壁２２Ａ、２２Ｂの上端から冷水１２が越流する
ことがない。

また、Ｃ＞Ｂ＞Ａの流量関係にある場合でも、第２図（
（２）に示すように調節口５０，５２が共に開口され、
調節口５０からは（Ｃ−Ａ）量の冷水１２が区分域２４
Ａから区分域２４Ｂに供給され、調節口５２からは（Ｃ
−Ｂ）量の冷水が区分域２４Ｂから区分域２４Ｃに供給
される。これにより、仕切壁２２Ａ、２２Ｂの上端から
の越流が防止される。

また、使用流量がＢＡＡ及びＢ＞Ｃの関係にある場合に
は、第２図（Ｄ）に示すように仕切壁２２Δの下部の調
節口５０が開放される。この調節口５０からは（Ｂ−Ａ
）量の冷水１２が区分域２４Ａから区分域２４Ｂに供給
される。従って、熱交換器３４Ｂには区分域２４Ｂから
適量であるＢ量が供給され区分域２４Ｃに流れたＢ量は
一部が仕切壁２２Ｂを越流して区分域２４Ｂの上方に流
れる。従って、この場合において、最終使用された冷水
１２は槽１０の上方を円滑に流出される。

前記実施例に於いては、開口５０．５２を全開したが、
これに限るものではなく、ＡＳＢＳＣの各員の供給量の
差に応じて、調節口５０．５２の開口面積をスライド蓋
５４．５６によって調節してもよい。これにより決めの
細かい冷水１２の流量調節が出来る。

第３図は本発明に係る熱交換設備の第３実施例を示す説
明図である。第３図に示すように槽５８内には熱媒６０
が貯留され、槽５８内には２個の仕切壁６２Ａ、６２Ｂ
が形成される。各仕切壁６２Ａ、６２Ｂは熱媒６０の液
面より上端が突き出され、下部に開口６４Ａ、６４Ｂを
有している。

槽５８は仕切！！６２Ａ、６２Ｂによって３つの区分域
６６Δ、６６Ｂ、６６Ｃが形成される。槽５８の左側に
は熱媒６０の加熱設備６８及び送流ポンプ６９が設けら
れ区分域６４Ａの下部開口６７から熱媒６０を導入して
一定の温度Ｔｓ　に上昇させて区分域６４Δの上部に戻
している。送流ライン７０Ａ乃至７０Ｃの熱媒導入ロア
２Ａ乃至７２Ｃは各区分域６４Ａ乃至６４Ｃの上部に配
せられ、各区分域６４Ａ乃至６４Ｃの熱媒６０は各送流
ポンプ７４．７４．７４によって各送流ライン７２Ａ乃
至７２Ｃに導入される。送流ライン７２Ａ乃至７２Ｃに
はそれぞれ異なる温度Ｔｓ　、Ｔｇ　、　Ｔ、で使用さ
れる熱交換器（暖房器）８０Ａ乃至８０Ｃが配せられ、
熱媒６０の使用温度はＴｓ＞Ｔ、〉Ｔ７　の関係にある
。

区分域６６Δの上部の熱媒６０は送流ライン７０Δを通
過して熱交換器８０Ａに使用された後、仕切壁６２Ａの
下部に設けられた開口８２より区分域６６Ｂに戻される
。又、区分域６４Ｂの上方から送流ライン７０Ｂに導入
された熱媒６０は熱交換器８０Ｂを通ってＷ！５８の右
側壁開口８４から区分域６４Ｃに戻される。また、区分
域６４Ｃの上方の熱媒６０は送流ライン７０Ｃを通って
熱交換器８０Ｃに使用された後、槽５８の右下の開口８
６より槽５８の底部に流出される。

前記の如く構成された本発明に係る熱交換設備の第３実
施例によれば、熱媒６０は加熱設備６８によって槽５８
内で最高温度である温度Ｔ、に加温され、槽５８の区分
域６６Ａの上部に供給される。温度Ｔ、の熱媒６０１−
！送流ポンプ７４によって送流ライン７０Δに送流され
熱交換器８０Ａで熱交換される。熱交換された熱媒６０
は温度Ｔｓに下がって区分域６６Ｂに戻される。温度Ｔ
６　の熱媒６０は区分域６６Ｂを上昇して上部に滞留さ
れる。滞留した温度Ｔ６　の熱媒６０は送流ポンプ７４
によって送流ライン７０Ｂに送流される。温度Ｔ６　の
熱媒６０は熱交換器８０Ｂで熱交換され、温度Ｔ、に下
る。温度Ｔ、の熱媒６０は区分域６６Ｃに戻される。温
度Ｔ７　の熱媒６０は区分域６６Ｃ内を上昇して上部に
滞留する。滞留した温度Ｔ、の熱媒６０は送流ライン７
０Ｃに送流ポンブ７４を介して送流される。温度Ｔ７　
の熱媒６０は熱交換器８０Ｃで熱交換され温度Ｔｏ　に
下って槽５８の開口８６から槽５８の底部に流出される
。

槽５８の低部に流出された温度Ｔｌ°の熱媒６０は各区
分域６６Ａ乃至６６Ｃに滞留する温度Ｔｓ　乃至Ｔ、の
熱媒より低温であるため、槽５８の低部に貯留する。温
度Ｔ＠の熱媒６０は仕切壁６２Ａ１６２Ｂに形成された
開口６４Ａ、６４Ｂを通過して左下側面の開口６７より
加熱設備６８に導入される。温度Ｔ、の熱媒６０は加熱
設備６８によって再び昇温され、温度Ｔｓ　に調節され
た後、槽１０の区分域６６Ａの上方に再び供給される。

従って、異なる熱媒温度で使用される熱交換器８０Ａ乃
至８０Ｃは、熱媒６０が最高使用温度Ｔ、で使用される
熱交換器８０Ａから順次低温熱媒６０が使用される熱交
換器８０Ｂ、８０Ｃに送流するように使用ラインに配せ
られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る熱交換設備によれば、
仕切壁を槽内に設は熱交換媒体液が異なる温度で貯留さ
れるように区分域を形成して、各区分域区間を連結する
通路を形成すると共に各通路間に熱交換器を備えた送流
ラインを設けたので、熱交換媒体液の使用温度が異なる
複数の熱交換器に効率良く熱交換媒体液を供給し、熱交
換設備のイニシャルコスト及びランニングコストを下げ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る熱交換設備の第１実施例を示す説
明図、第２図（Ａ）乃至（Ｄ）は第２実施例の説明図、
第３図は第３実施例の説明図である。 １０・・・槽、　１８・・・冷却設備、　２２Ａ乃至２
２Ｃ・・・仕切壁、　２４Ａ乃至２４Ｂ・・・区分域、
２６Ａ乃至２６Ｂ・・・送流ライン、　３４Δ乃至３４
Ｂ・・・熱交換器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱交換媒体液が貯留される槽と、 前記槽内に立設され槽内を複数の区分域に分割する仕切
   壁と、 槽内の熱交換媒体液を加熱或いは冷却し、所定温度に調
   整して槽内に戻す冷熱源設備と、 前記槽内の区分域のうち第１の区分域と第２の区分域を
   連通すると共に、次に第２の区分域と第３の区分域を連
   通し、以下これを繰返して各区分域を接続する夫々の送
   流通路と、 熱交換媒体液の使用温度に応じて夫々の送流通路に設定
   配置される熱交換器と、から構成したことを特徴とした
   熱交換設備。
2. （２）前記仕切壁に調節口を設け、該調節口によって各
   区分域に流れる熱交換媒体液の送流量の不均一を調節す
   ることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の熱交換
   設備。