JP2016061544A - Heat exchanger and method of controlling heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器及び熱交換器の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger and a heat exchanger control method.
熱交換器には、熱交換器本体に複数の伝熱管が収容され、この伝熱管を流体が流通することで熱交換が行われ、流体を所定の温度で出力するものがある。このような熱交換器は、所定の規格に基づいて定常運転時における伝熱管の内外面の汚れ度合を想定して設計している。したがって、熱交換器の初期の運転時は、性能が出過ぎてしまうことがある。このため、従来の熱交換器は、交換熱量を抑える等のターンダウン運転ができるような周辺システムを備えている。 Some heat exchangers contain a plurality of heat transfer tubes in a heat exchanger main body, and heat exchange is performed when fluid flows through the heat transfer tubes, and the fluid is output at a predetermined temperature. Such a heat exchanger is designed based on a predetermined standard, assuming the degree of contamination of the inner and outer surfaces of the heat transfer tube during steady operation. Therefore, the performance may be excessive during the initial operation of the heat exchanger. For this reason, the conventional heat exchanger is provided with a peripheral system capable of performing a turn-down operation such as suppressing the amount of exchange heat.
このような周辺システムとして、下記特許文献1に記載の熱交換器の流体温度調整装置が知られている。この流体調整装置は、熱交換器本体の流体の入口側と流体の出口側とをバイパスするバイパスラインに、スプリングによって上流側へ向かって開くように付勢されたチャックバルブを設けている。この構成によれば、チャックバルブが開くと、流体の一部がバイパスラインを通って加熱または冷却された流体に合流するため、熱交換器の出口側の流体の温度を調整できる。
As such a peripheral system, a fluid temperature adjusting device for a heat exchanger described in
しかしながら、上記従来技術は、次のような問題がある。
特許文献1の技術は、熱交換器本体の流体の入口側と流体の出口側とをバイパスするバイパスラインであるため、バイパスラインの接続位置よりも下流側の流体の温度は調整できても、バイパスラインの接続位置よりも上流側の流体の温度は調整できない。例えば、熱交換器の性能が出過ぎて流体が過冷却され凝縮してしまうと、バイパスラインの接続位置よりも上流側では配管や弁等の腐食が発生する場合がある。また、熱交換器の性能が出過ぎて流体が過熱されてしまうと、バイパスラインの接続位置よりも上流側では配管や弁の設計温度を超えてしまう場合がある。
However, the above prior art has the following problems.
Since the technology of
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器本体の出口側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱を防止し、安定したターンダウン運転が可能な熱交換器及び熱交換器の制御方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and prevents a condensation or overheating due to supercooling of the fluid generated on the outlet side of the heat exchanger body, and a heat exchanger capable of stable turndown operation and It aims at providing the control method of a heat exchanger.
上記の課題を解決するために、本発明は、熱交換器本体の内部に設けられた流体の熱交換ラインと、前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、を有する熱交換器を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、開閉装置でバイパスラインを開くと、流体が熱交換ラインの途中からバイパスし、熱交換器本体の出口側の出力ラインに合流する。流体は、熱交換ラインの途中からバイパスするため、熱交換ラインの伝熱経路の一部を無効化させることができる。このように、熱交換ラインの伝熱経路の一部を無効化させることで、熱交換器本体の出口側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱を防止することができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a fluid heat exchange line provided inside a heat exchanger body, a fluid output line connected to an outlet side of the heat exchanger body, and the heat A heat exchanger having a fluid bypass line branched from the middle of the exchange line and connected to the output line and an opening / closing device for opening and closing the bypass line is employed.
By adopting this configuration, in the present invention, when the bypass line is opened by the switchgear, the fluid bypasses from the middle of the heat exchange line and joins the output line on the outlet side of the heat exchanger body. Since the fluid is bypassed from the middle of the heat exchange line, a part of the heat transfer path of the heat exchange line can be invalidated. In this way, by disabling a part of the heat transfer path of the heat exchange line, condensation or overheating due to supercooling of the fluid generated on the outlet side of the heat exchanger body can be prevented.
また、本発明においては、前記熱交換器本体は、流体が流通する複数の伝熱管を収容する胴体部と、前記複数の伝熱管を流通した流体が合流する空間を形成するヘッド部と、を有しており、前記バイパスラインは、前記ヘッド部に接続されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、熱交換器本体において複数の伝熱管が合流するヘッド部から流体がバイパスする。ヘッド部は、外部に露出しており、胴体部の内部に収容された複数の伝熱管よりも、バイパスラインの接続が容易である。このため、組み立て作業性、メンテナンス性を向上させることができる。
Further, in the present invention, the heat exchanger body includes a body portion that houses a plurality of heat transfer tubes through which a fluid flows, and a head portion that forms a space in which the fluid that flows through the plurality of heat transfer tubes merges. And the bypass line is connected to the head unit.
By adopting this configuration, in the present invention, the fluid bypasses from the head portion where the plurality of heat transfer tubes join in the heat exchanger body. The head part is exposed to the outside, and it is easier to connect the bypass line than the plurality of heat transfer tubes housed inside the body part. For this reason, assembly workability and maintainability can be improved.
また、本発明においては、前記熱交換器本体の入口側に接続された流体の入力ラインと、前記入力ラインから分岐し、前記出力ラインに接続された流体の第2のバイパスラインと、前記第2のバイパスラインを開閉する第2の開閉装置と、を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第2の開閉装置で第2のバイパスラインを開くと、流体が熱交換器本体をバイパスし、熱交換器本体の出口側の出力ラインに合流する。このように、バイパスラインを2種類設けることで、安定した運転が可能なターンダウン運転の幅を広げることができる。
In the present invention, a fluid input line connected to the inlet side of the heat exchanger body, a fluid second bypass line branched from the input line and connected to the output line, and the first And a second opening / closing device that opens and closes the two bypass lines.
By adopting this configuration, in the present invention, when the second bypass line is opened by the second switchgear, the fluid bypasses the heat exchanger body and merges with the output line on the outlet side of the heat exchanger body. . Thus, by providing two types of bypass lines, the range of turn-down operation capable of stable operation can be expanded.
また、本発明においては、前記バイパスライン及び前記第2のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを開閉する第3の開閉装置を有しており、前記開閉装置及び前記第2の開閉装置を制御する第1モードと、前記第2の開閉装置及び前記第3の開閉装置を制御する第2モードとに、制御モードを切り替える制御装置を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、制御装置が制御モードを第1モードに切り替えると、熱交換ラインの伝熱経路の一部を無効化し、性能を制限した運転が可能となり、制御装置が制御モードを第2モードに切り替えると、熱交換ラインの伝熱経路の全体が有効になり、性能を制限しない運転が可能となる。
The present invention further includes a third opening / closing device that opens and closes the output line upstream of a connection position of the bypass line and the second bypass line, and the opening / closing device and the second opening / closing device. A configuration is adopted in which a control device for switching the control mode is provided between a first mode for controlling the switchgear and a second mode for controlling the second switchgear and the third switchgear.
By adopting this configuration, in the present invention, when the control device switches the control mode to the first mode, a part of the heat transfer path of the heat exchange line is invalidated and operation with limited performance becomes possible. However, when the control mode is switched to the second mode, the entire heat transfer path of the heat exchange line becomes effective, and operation without limiting the performance becomes possible.
また、本発明においては、前記第2のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを流通する流体の温度を計測する温度センサを有し、前記制御装置は、前記温度センサの計測結果に基づいて、前記制御モードを切り替える、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第2のバイパスラインの接続位置よりも上流側に温度センサを設け、出力ラインを流通する流体の温度を計測し、その計測結果に基づいて制御モードを切り替える。これにより、第2のバイパスラインの接続位置よりも上流側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱を確実に防止することができる。
Further, in the present invention, it has a temperature sensor for measuring the temperature of the fluid flowing through the output line upstream from the connection position of the second bypass line, and the control device measures the temperature sensor. A configuration is adopted in which the control mode is switched based on the result.
By adopting this configuration, in the present invention, a temperature sensor is provided upstream of the connection position of the second bypass line, the temperature of the fluid flowing through the output line is measured, and the control mode is based on the measurement result. Switch. Thereby, condensation or overheating due to supercooling of the fluid generated upstream of the connection position of the second bypass line can be reliably prevented.
また、本発明においては、前記第2のバイパスラインの接続位置よりも上流側で、前記出力ラインを流通する流体を加熱若しくは冷却する温度調整装置を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第2のバイパスラインの接続位置よりも上流側に温度調整装置を設け、出力ラインを流通する流体を加熱若しくは冷却する。この温度調整装置をサブ的に駆動させることにより、初期の運転時以外で、例えば急な熱交換器の負荷変動等により第2のバイパスラインの接続位置よりも上流側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱をより確実に防止することができる。
In the present invention, a configuration is adopted in which a temperature adjusting device for heating or cooling the fluid flowing through the output line is provided upstream of the connection position of the second bypass line.
By adopting this configuration, in the present invention, a temperature adjusting device is provided upstream of the connection position of the second bypass line, and the fluid flowing through the output line is heated or cooled. By sub-driving this temperature control device, the subcooling of the fluid generated at the upstream side of the connection position of the second bypass line due to, for example, a sudden load change of the heat exchanger other than during the initial operation. Condensation or overheating due to can be more reliably prevented.
また、本発明においては、熱交換器本体の内部に設けられた流体の熱交換ラインと、前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、を有する熱交換器において、前記出力ラインを流通する流体の温度に基づいて、前記開閉装置の駆動を制御する、熱交換器の制御方法を採用する。 In the present invention, a fluid heat exchange line provided inside the heat exchanger body, a fluid output line connected to the outlet side of the heat exchanger body, and a branch from the middle of the heat exchange line In the heat exchanger having a fluid bypass line connected to the output line and a switching device for opening and closing the bypass line, the switching device is driven based on the temperature of the fluid flowing through the output line. Adopt a heat exchanger control method to control
本発明によれば、熱交換器本体の出口側で発生する流体の過冷却による凝縮または過熱を防止し、安定したターンダウン運転が可能な熱交換器及び熱交換器の制御方法が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control method of the heat exchanger which can prevent the condensation or the overheating by the supercooling of the fluid which generate | occur | produces at the exit side of a heat exchanger main body, and can perform the stable turndown operation is obtained.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態における熱交換器1の構成図である。
図1に示すように、熱交換器1は、流体2と熱交換媒体3との間で熱交換を行う熱交換器本体10と、熱交換器本体10から出力される流体2の温度を調整する出力調整装置20と、を有する。本実施形態1の熱交換器1は、熱交換媒体3との熱交換により、流体2を所定温度に冷却する構成となっている。なお、流体2と熱交換媒体3は、一方が熱を放出し、他方が熱を受ける相互関係を有しており、一方と他方を入れ替えても成り立つが、ここでは、目的の温度とするものを流体2と定義し、流体2を目的の温度に制御する為に熱を移動させるものを熱交換媒体3と定義する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a
As shown in FIG. 1, the
熱交換器本体10は、流体用入口4と、流体用出口5(熱交換器本体の出口側)と、熱交換媒体用入口6と、熱交換媒体用出口7と、を有する。流体用入口4には、流体2の入力ライン8が接続されている。また、流体用出口5には、流体2の出力ライン9が接続されている。入力ライン8は、熱交換器本体10の流体用入口4に接続された配管からなる。また、出力ライン9は、熱交換器本体10の流体用出口5に接続された配管からなる。本実施形態では、流体2が、温度(tH)で熱交換器本体10に入力され、温度(tC)で熱交換器本体10から出力される。また、熱交換媒体3が、温度(TC)で熱交換器本体10に入力され、温度(TH)で熱交換器本体10から出力されるようになっている。
The
熱交換器本体10の内部には、流体2が流通する熱交換ライン11aと、熱交換媒体3が流通する熱交換ライン11bと、が設けられている。なお、熱交換ライン11a,11bとは、流体2と熱交換媒体3とが熱交換する熱交換器本体10の内部の流路のことをいう。この熱交換器本体10は、基部13と、胴体部14と、ヘッド部15と、から構成されている。胴体部14は、筒状に形成され、その両端部の一方に基部13が接続され、その両端部の他方にヘッド部15が接続されている。胴体部14は、流体2が流通する複数の伝熱管12を収容している。
Inside the heat exchanger
基部13と胴体部14との間、及び、胴体部14とヘッド部15との間には、管板16が設けられている。管板16は、複数の伝熱管12の両端部を支持すると共に、基部13、胴体部14、ヘッド部15のケーシング間を仕切るものである。基部13には、入口プレナム部17と出口プレナム部18とを形成する隔壁13aが設けられている。入口プレナム部17は、流体用入口4に連通しており、出口プレナム部18は、流体用出口5に連通している。この流体用出口5は、ヘッド部15に対し、胴体部14を挟んだ長手方向逆側に配置されている。
A
入口プレナム部17は、胴体部14において上方に配管された伝熱管12と連通している。また、出口プレナム部18は、胴体部14において下方に配管された伝熱管12と連通している。ヘッド部15は、基部13とは反対側において、上下の伝熱管12を接続状態とする空間15aを形成するものである。このため、流体用入口4から入力された流体2は、流体用入口4から入り、上方の伝熱管12を通ってヘッド部15で折り返し、下方の伝熱管12を通って流体用出口5から出力される。
The
このように、複数の伝熱管12と、ヘッド部15の空間15aは、流体2が流通する熱交換ライン11aを形成している。ヘッド部15の空間15aは、熱交換ライン11aの折り返し地点であり、熱交換ライン11aの伝熱経路の半分にあたる。このヘッド部15には、流体バイパス用出口15bが設けられている。この流体バイパス用出口15bは、下方の伝熱管12の入口近傍であって、ヘッド部15の底部に設けられている。
Thus, the plurality of
胴体部14は、複数の伝熱管12の周りを囲い、熱交換媒体3が複数の伝熱管12の間を流通する熱交換ライン11bを形成するものである。すなわち、流体2の熱交換ライン11aは、伝熱管12及びヘッド部15の内側に形成されるのに対し、熱交換媒体3の熱交換ライン11bは、伝熱管12の外側であって胴体部14の内側に形成される。この胴体部14のヘッド部15側には、熱交換媒体用入口6が設けられている。また、胴体部14の基部13側には、熱交換媒体用出口7が設けられている。熱交換媒体用入口6と熱交換媒体用出口7との間には、複数のバッフルプレート19が胴体部14の中に収められている。
The
バッフルプレート19は、管板16の間において伝熱管12を支持するものであり、また、熱交換媒体用入口6と熱交換媒体用出口7との間で、熱交換ライン11bを回流させるものである。バッフルプレート19には、熱交換媒体3が流通する切欠き部19aが形成されている。複数のバッフルプレート19は、胴体部14の中心軸方向において間をあけて設けられており、切欠き部19aが交互に上下となるように配置されている。このため、熱交換媒体用入口6から入力された熱交換媒体3は、バッフルプレート19を迂回しながら胴体部14の中を回流し、熱交換媒体用出口7から出力される。
The
出力調整装置20は、バイパスライン21と、制御弁22(開閉装置)と、を有する。バイパスライン21は、熱交換ライン11aの途中から分岐し、出力ライン9に接続されている。本実施形態のバイパスライン21は、ヘッド部15の流体バイパス用出口15bに接続されており、熱交換ライン11aの中間部から出力ライン9にバイパスするように設けられている。このバイパスライン21を流体2が通ると、熱交換ライン11aにおける有効な伝熱面積が50%に低減される。制御弁22は、バイパスライン21を開閉するものである。本実施形態の制御弁22は、バイパスライン21の開度調整機構を有する。この制御弁22は、後述する制御装置28の制御の下に駆動することが可能な構成となっている。なお、制御弁22の代わりに、ON/OFF弁(開閉弁)を採用してもよい。
The
また、出力調整装置20は、バイパスライン23(第2のバイパスライン)と、制御弁24(第2の開閉装置)と、を有する。バイパスライン23は、入力ライン8から分岐し、出力ライン9に接続されている。このバイパスライン23の出力ライン9に対する接続位置は、バイパスライン21の出力ライン9に対する接続位置よりも下流側に設定されている。このバイパスライン23を流体2が通ると、熱交換ライン11aにおける有効な伝熱面積がゼロになる。制御弁24は、バイパスライン23を開閉するものである。本実施形態の制御弁22は、バイパスライン23の開度調整機構を有する。この制御弁22は、後述する制御装置28の制御の下に駆動することが可能な構成となっている。
The
また、出力調整装置20は、出力ライン9に設けられた制御弁25(第3の開閉装置)を有する。なお、出力ライン9を流体2が通ると、熱交換ライン11aにおける有効な伝熱面積が100%になる。制御弁25は、バイパスライン21及びバイパスライン23の接続位置よりも上流側で、出力ライン9を開閉するものである。本実施形態の制御弁25は、出力ライン9の開度調整機構を有する。この制御弁25は、後述する制御装置28の制御の下に駆動することが可能な構成となっている。
The
また、出力調整装置20は、温度センサ26,27と、制御装置28と、を有する。温度センサ26は、バイパスライン23の接続位置よりも上流側で、出力ライン9を流通する流体2の温度を計測するものである。一方、温度センサ27は、温度センサ26は、バイパスライン23の接続位置よりも下流側で、出力ライン9を流通する流体2の温度を計測するものである。温度センサ26,27は、制御装置28に電気的に接続されており、制御装置28に計測結果を出力する構成となっている。
The
制御装置28は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及び電気的に接続された制御弁22,24,25、温度センサ26,27と通信を行うインターフェイス回路等から構成されている。この制御装置28は、上記ROMに記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行い、演算結果に基づいて制御弁22,24,25の駆動を制御する構成となっている。
The
制御装置28は、温度センサ26の計測結果に基づいて、制御弁22と制御弁24とを制御する第1モードと、制御弁24と制御弁25とを制御する第2モードとに、制御モードを切り替えるようになっている。また、制御装置28は、温度センサ27の計測結果に基づいて、各制御モードにおいて熱交換器本体10から出力される流体2の温度を調整するようになっている。すなわち、第1モードのときは、制御弁25を閉塞し、バイパスライン21,23における流体2の流量調整が行われる。また、第2モードのときは、制御弁22を閉塞し、出力ライン9、バイパスライン23における流体2の流量調整が行われる。
Based on the measurement result of the
以下では、上記構成の熱交換器1の動作(制御方法)について説明する。
熱交換器1は、定常運転時における伝熱管12の内外面の汚れ度合を想定して設計されており、初期の運転時には、性能が出過ぎてしまうことがある。熱交換器1の性能が出過ぎて流体2が過冷却され凝縮してしまうと、出力ライン9を構成する配管等の腐食が発生する場合がある。第2モードでは、高温の流体2が合流するバイパスライン23の接続位置よりも下流側の出力ライン9においては流体2の凝縮が解消するが、流体用出口5からバイパスライン23の接続位置までの出力ライン9においては流体2の凝縮は解消できない。
Below, operation | movement (control method) of the
The
制御装置28は、出力ライン9において流体2が凝縮する温度を記憶しており、その温度に応じて予め設定した閾値と温度センサ26の出力値とを比較して、制御モードを切り替える。例えば当該閾値が100℃に設定されていた場合、制御装置28は、温度センサ26の出力値が100℃以上であれば、流体2の凝縮が発生するおそれがないと判定し、制御モードを第2モード(通常運転)で維持する。一方で、制御装置28は、温度センサ26の出力値が100℃未満であれば、流体2の凝縮が発生するおそれがあると判定し、制御モードを第1モード(ターンダウン運転)に切り替える。
The
第1モードでは、制御弁25が閉塞されて、代わりに制御弁22が開放される。制御弁22が開放されると、流体2が熱交換ライン11aの途中からバイパスし、熱交換器本体10の出口側の出力ライン9に合流する。流体2は、熱交換ライン11aの途中からバイパスするため、熱交換ライン11aの伝熱経路の一部(本実施形態では50%)を無効化させることができる。このように、第1モードでは、制御弁25を閉じ、制御弁22と制御弁24により、半分の伝熱面積を使用した制御を行うことができる。この第1モードでは、熱交換器1の性能を0〜50%の範囲で調整することができる。
In the first mode, the
第1モードにおいては、熱交換器1の性能が最大で50%になるため、流体2が過冷却されることはない。したがって、出力ライン9における流体2の凝縮を防止することができる。本実施形態では、バイパスライン21が、ヘッド部15に接続されており、ヘッド部15から流体2がバイパスするようになっている。ヘッド部15は、外部に露出しており、胴体部14の内部に収容された複数の伝熱管12に接続するよりも、バイパスライン21の接続が容易である。このため、組み立て作業性、メンテナンス性を向上させることができる。
In the first mode, since the performance of the
また、本実施形態では、バイパスライン23の接続位置よりも上流側に温度センサ26を設け、出力ライン9を流通する流体2の温度を計測し、その計測結果に基づいて制御モードを切り替えるため、バイパスライン23の接続位置よりも上流側で発生する流体2の凝縮を確実に防止することができる。また、この構成によれば、熱交換器1の初期の運転時においてはターンダウン運転(第1モード)に自動的に切り替えることができ、また、伝熱管12に適切に汚れが付着して性能が落ちた場合には、制御弁22を閉じて、通常運転(第2モード)に自動的に切り替えることができる。
In the present embodiment, the
第2モードでは、制御弁22が閉塞されて、代わりに制御弁25が開放される。制御弁25が開放されると、流体2が熱交換ライン11aの伝熱経路の全てが有効になる。このように、第2モードでは、制御弁22を閉じ、制御弁24と制御弁25により、全ての伝熱面積を使用した制御を行うことができる。この第2モードでは、熱交換器1の性能を0〜100%の範囲で調整することができる。本実施形態では、2つのバイパスライン21,23を有し、熱交換器1の性能の限界を50%と100%で切り替えることができる。このため、熱交換器1は、初期の過剰性能状態から設計点までの幅広い運転範囲に対応することができる。
In the second mode, the
このように、上述の本実施形態によれば、熱交換器本体10の内部に設けられた流体2の熱交換ライン11aと、熱交換器本体10の出口側に接続された流体2の出力ライン9と、熱交換ライン11aの途中から分岐し、出力ライン9に接続された流体2のバイパスライン21と、バイパスライン21を開閉する制御弁22と、を有する熱交換器1を採用することによって、熱交換器本体10の出口側で発生する流体2の過冷却による凝縮を防止でき、安定したターンダウン運転が可能な熱交換器1が得られる。
Thus, according to the above-described embodiment, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
図2は、本発明の第2実施形態における熱交換器1の構成図である。
第2実施形態では、図2に示すように、温度調整装置30が設けられている点で、上記実施形態と異なる。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
As shown in FIG. 2, the second embodiment is different from the above-described embodiment in that a
温度調整装置30は、バイパスライン23の接続位置よりも上流側で、出力ライン9を流通する流体2を加熱するものである。温度調整装置30は、例えば電熱ヒーター等から構成することができる。この温度調整装置30は、バイパスライン23の接続位置よりも上流側、且つ、バイパスライン21の接続位置よりも下流側で、出力ライン9を流通する流体2を加熱する構成となっている。
The
このような第2実施形態によれば、バイパスライン23の接続位置よりも上流側に温度調整装置30を設け、出力ライン9を流通する流体2を加熱することにより、バイパスライン23の接続位置よりも上流側で発生する流体2の凝縮を確実に防止することができる。すなわち、初期の運転時以外、例えば、急な熱交換器1の不具合や負荷変動が発生しても、温度調整装置30をサブ的に駆動させることにより、流体2の過冷却を防止することができる。
According to the second embodiment, the
また、第2実施形態では、図2に示すように、制御装置28の制御の下に、温度調整装置30を駆動させている。制御装置28は、温度センサ27の計測結果に基づいて、流体2の過冷却を把握することができ、適切なタイミングで温度調整装置30を駆動させることができる。したがって、この第2実施形態によれば、バイパスライン23の接続位置よりも上流側で発生する流体2の過冷却による凝縮をより確実に防止することができる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、熱交換器1が、熱交換媒体3との熱交換により、流体2を冷却するものであると説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、熱交換器1が、熱交換媒体3との熱交換により、流体2を加熱するものであってもよい。この場合、本発明を適用することにより、バイパスライン23の接続位置よりも上流側の出力ライン9において、配管や弁の設計温度を超えてしまうような初期の運転時の流体2の過熱を防止することができる。
なお、この場合、第2実施形態の温度調整装置30には、例えばペルチェ素子等を用いて、出力ライン9を流通する流体2を冷却する構成を採用することが好ましい。
For example, in the above embodiment, it has been described that the
In this case, it is preferable to employ a configuration in which the
また、例えば、上記実施形態では、ヘッド部15にバイパスライン21を接続する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、伝熱管12の途中から分岐するようにバイパスライン21を接続し、バイパスライン21を胴体部14から導出するような構成を採用してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the
1…熱交換器、2…流体、8…入力ライン、9…出力ライン、10…熱交換器本体、11a…熱交換ライン、12…伝熱管、14…胴体部、15…ヘッド部、15a…空間、21…バイパスライン、22…制御弁(開閉装置)、23…バイパスライン(第2のバイパスライン)、24…制御弁(第2の開閉装置)、25…制御弁(第3の開閉装置)、26…温度センサ、28…制御装置、30…温度調整装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、
前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、
前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、を有する、ことを特徴とする熱交換器。 A fluid heat exchange line provided inside the heat exchanger body;
A fluid output line connected to the outlet side of the heat exchanger body;
A fluid bypass line branched from the middle of the heat exchange line and connected to the output line;
And a switching device for opening and closing the bypass line.
前記バイパスラインは、前記ヘッド部に接続されている、ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。 The heat exchanger main body has a body portion that houses a plurality of heat transfer tubes through which a fluid flows, and a head portion that forms a space where the fluid that has flowed through the plurality of heat transfer tubes merges,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the bypass line is connected to the head portion.
前記入力ラインから分岐し、前記出力ラインに接続された流体の第2のバイパスラインと、
前記第2のバイパスラインを開閉する第2の開閉装置と、を有する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の熱交換器。 A fluid input line connected to the inlet side of the heat exchanger body;
A second bypass line of fluid branched from the input line and connected to the output line;
The heat exchanger according to claim 1, further comprising: a second switching device that opens and closes the second bypass line.
前記開閉装置及び前記第2の開閉装置を制御する第1モードと、前記第2の開閉装置及び前記第3の開閉装置を制御する第2モードとに、制御モードを切り替える制御装置を有する、ことを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。 A third opening / closing device for opening and closing the output line upstream of a connection position of the bypass line and the second bypass line;
A control device for switching a control mode between a first mode for controlling the switchgear and the second switchgear and a second mode for controlling the second switchgear and the third switchgear. The heat exchanger according to claim 3.
前記制御装置は、前記温度センサの計測結果に基づいて、前記制御モードを切り替える、ことを特徴とする請求項4に記載の熱交換器。 A temperature sensor that measures the temperature of fluid flowing through the output line on the upstream side of the connection position of the second bypass line;
The heat exchanger according to claim 4, wherein the control device switches the control mode based on a measurement result of the temperature sensor.
前記熱交換器本体の出口側に接続された流体の出力ラインと、
前記熱交換ラインの途中から分岐し、前記出力ラインに接続された流体のバイパスラインと、
前記バイパスラインを開閉する開閉装置と、を有する熱交換器において、
前記出力ラインを流通する流体の温度に基づいて、前記開閉装置の駆動を制御する、ことを特徴とする熱交換器の制御方法。 A fluid heat exchange line provided inside the heat exchanger body;
A fluid output line connected to the outlet side of the heat exchanger body;
A fluid bypass line branched from the middle of the heat exchange line and connected to the output line;
In a heat exchanger having an opening and closing device that opens and closes the bypass line,
A control method for a heat exchanger, characterized in that the drive of the switchgear is controlled based on the temperature of the fluid flowing through the output line.
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