JP6498461B2 - Heating tower and defrosting method thereof - Google Patents
Heating tower and defrosting method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP6498461B2 JP6498461B2 JP2015021413A JP2015021413A JP6498461B2 JP 6498461 B2 JP6498461 B2 JP 6498461B2 JP 2015021413 A JP2015021413 A JP 2015021413A JP 2015021413 A JP2015021413 A JP 2015021413A JP 6498461 B2 JP6498461 B2 JP 6498461B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- defrosting
- heat medium
- heat
- tank
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
本発明は、加熱塔(ヒーティングタワー)における冬期運転時等における熱交換器への着霜に対し、除霜により継続運転が可能な、加熱塔とその除霜方法に関する。 The present invention relates to a heating tower and a defrosting method thereof capable of continuous operation by defrosting against frost formation on a heat exchanger during a winter operation or the like in a heating tower (heating tower).
空気調和設備などで循環使用する熱媒体、例えばブライン、の加熱を目的として主に屋外に設置される加熱塔には、熱交換器を有して空気とブラインが直接接触しない密閉式加熱塔が一般的に用いられる。 A heating tower installed mainly outdoors for the purpose of heating a heat medium circulated and used in an air conditioner or the like, for example, brine, has a heat exchanger and a sealed heating tower in which air and brine are not in direct contact. Generally used.
こうした密閉式加熱塔では、熱交換器にフィンコイルを用いることが多く、この熱交換器のフィンコイルが、ファンで誘引された外気と接触して熱交換を行うが、フィンコイル内部を流通して外気との熱交換で加熱される熱媒体の温度が通常この外気に比べて極めて低いことから、冬期など外気温が低い場合などは、外気中の水分が熱交換器表面で凍結し、霜が発生、付着する場合がある。 In such a closed heating tower, a fin coil is often used as a heat exchanger, and the fin coil of this heat exchanger contacts the outside air attracted by a fan to perform heat exchange. Since the temperature of the heat medium heated by heat exchange with the outside air is usually extremely low compared to this outside air, when the outside air temperature is low, such as in winter, moisture in the outside air freezes on the surface of the heat exchanger, causing frost May occur and adhere.
特に、熱交換器における熱媒体の入口や、通過した外気の出口にあたる部分では、熱媒体や外気の温度が他部位よりも低くなっているため、霜の付着が進行しやすく、この霜の付着が進行してフィンコイル表面が覆われた状態になると、外気がフィンコイル表面と接触できないだけにとどまらず、空気流路が塞がれて外気が熱交換器を通過できなくなり、適切に熱交換が行えず加熱塔全体として性能低下をもたらすなど、加熱塔を利用する上での大きな問題となっていた。 In particular, at the part corresponding to the inlet of the heat medium and the outlet of the outside air that has passed through the heat exchanger, the temperature of the heat medium and the outside air is lower than that of other parts, so that the frost adheres easily and the frost adheres. When the fin coil surface is covered by the air flow, the outside air not only cannot contact the fin coil surface, but the air flow path is blocked and the outside air cannot pass through the heat exchanger, so that heat exchange is performed appropriately. This is a big problem in using the heating tower, for example, because the performance of the entire heating tower is reduced.
このような霜を速やかに取除くために、従来から、着霜した熱交換器に対し所定の操作を行って霜を溶かす除霜方法が種々提案されている。例えば、通常の熱媒体の循環管路から切離し状態とした除霜対象の熱交換器に対し、別途ヒータや高温蒸気、温水等の熱源を用いた加熱により十分昇温した熱媒体を流入させ、熱交換器を温めてその外側の霜を溶かしたり、熱交換器外面に外部から供給される温水を散布して霜を溶かしたりする方法などが従来から提案されている。このような従来の加熱塔の除霜機構の一例として、温めたブラインを供給されて除霜を行う仕組みのヒーティングタワーを備えるヒートポンプが、特開平11−6666号公報に記載されている。 In order to quickly remove such frost, various defrosting methods have been conventionally proposed in which a predetermined operation is performed on a frosted heat exchanger to melt the frost. For example, for a heat exchanger to be defrosted that is separated from a normal heat medium circulation line, a heat medium that has been sufficiently heated by heating using a heat source such as a heater, high-temperature steam, or hot water is allowed to flow, Conventionally, a method has been proposed in which a heat exchanger is heated to melt frost on the outside thereof, or hot water supplied from the outside is sprayed on the outer surface of the heat exchanger to melt frost. As an example of such a conventional defrosting mechanism for a heating tower, a heat pump including a heating tower having a mechanism for performing defrosting by supplying warmed brine is described in JP-A-11-6666.
従来のヒーティングタワーにおける除霜機構は前記特許文献に示されるような構成とされており、霜を溶かすためのブラインや温水等の熱媒体の加熱には、ヒータ等の熱源を用いているが、加熱に際しては、加熱対象の熱媒体が、熱交換器に残っていた熱媒体、すなわち循環管路を流通していたものと同じ、温度の低い熱媒体となっていた。詳細には、従来の除霜は、循環管路流通時と同様の約−10ないし−15℃、平均的には−11℃程度、のブラインを例えば3℃程度に加熱して実行され、除霜が終了すると、除霜に使用したブラインはそのまま循環管路に戻るようにしていた。そして、次回以降の除霜でも、前記同様約−10ないし−15℃のブラインを加熱して除霜を実行する方法が繰返されていた。 The defrosting mechanism in the conventional heating tower is configured as shown in the above-mentioned patent document, and a heat source such as a heater is used for heating a heat medium such as brine or hot water for melting frost. In the heating, the heat medium to be heated was the same as the heat medium remaining in the heat exchanger, that is, the heat medium having a low temperature, which was circulated through the circulation pipe. Specifically, conventional defrosting is performed by heating a brine of about −10 to −15 ° C., on average about −11 ° C., for example, to about 3 ° C. When the frost was finished, the brine used for defrosting was returned to the circulation line as it was. And the method of performing defrosting by heating the brine of about -10 thru | or -15 degreeC similarly to the above also in the defrosting after the next time was repeated.
このように、除霜の際、循環管路を流通する時と同様の温度の低い熱媒体を加熱するようにしていたために、温度を上昇させにくく、熱交換器に付着した霜と熱媒体との温度差を十分に確保できず、除霜効率が劣ることとなり、外気条件によっては、除霜に時間がかかって、霜の発生、成長に追いつかず、空気流路の閉塞に至る場合もある、という課題を有していた。 As described above, when the defrosting is performed, the heat medium having a low temperature similar to that when circulating through the circulation pipe is heated, so that it is difficult to raise the temperature, and the frost and the heat medium adhering to the heat exchanger The defrosting efficiency will be inferior due to the inability to secure a sufficient temperature difference, and depending on the outside air conditions, it may take time to defrost, cannot catch up with frost generation and growth, and may block the air flow path. , Had a problem of.
また、除霜能力を高めて閉塞の危険を回避するために、霜と熱媒体との温度差を確保しようとすると、その分、熱源で熱を発生させるエネルギー分のコストが大きなものになってしまうという課題を有していた。 In addition, in order to increase the defrosting capacity and avoid the risk of blockage, when trying to secure the temperature difference between the frost and the heat medium, the cost for the energy to generate heat by the heat source is increased accordingly. It had the problem of end.
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、除霜に用いる熱媒体を熱交換器と循環管路を流通する熱媒体とは別とし、除霜用の熱媒体が循環管路を流通する熱媒体並みに温度低下するのを抑制し、除霜に用いる熱媒体の加熱の効率を高めると共に、熱媒体の保有する熱を有効利用して、霜を熱媒体でより効率よく除去できる、加熱塔及びこれに適用される除霜方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The heat medium used for defrosting is separated from the heat medium that circulates through the heat exchanger and the circulation pipe, and the heat medium for defrosting is connected to the circulation pipe. Suppressing the temperature drop as in the circulating heat medium, increasing the efficiency of heating the heat medium used for defrosting, and effectively using the heat held by the heat medium to remove frost more efficiently with the heat medium An object of the present invention is to provide a heating tower and a defrosting method applied thereto.
本発明に係る加熱塔は、熱交換器内部に流通させた熱媒体を外気と熱交換させて昇温させる密閉式の加熱塔であり、且つ所定の加熱手段で温めた熱媒体を前記熱交換器に流通させ、熱交換器に生じた霜を除去可能な加熱塔において、前記熱交換器に接続され、蒸発器である熱利用装置との間で熱媒体を循環させる循環管路における、少なくとも熱交換器入口部分上流側近傍に配設されて、前記循環管路から熱交換器への熱媒体の流入と非流入とを切替え可能とする循環制御弁と、前記熱交換器における熱媒体入口近くの所定箇所及び熱媒体出口近くの所定箇所にそれぞれ接続され、除霜用の熱媒体を熱交換器に流通可能とする除霜用管路部と、当該除霜用管路部における熱交換器との接続位置近傍にそれぞれ配設され、除霜用管路部と熱交換器間での、除霜用の熱媒体の流通状態と非流通状態とを切替え可能とする除霜用制御弁と、当該除霜用管路部に配設され、除霜用の熱媒体を加圧して管路内で所定方向に熱媒体が流れる状態とするポンプと、前記除霜用管路部に配設され、熱媒体を加熱する前記加熱手段としてのヒータと、前記除霜用管路部に配設され、熱交換器の熱媒体容量と同じ容量で熱媒体を流入出可能に貯留するタンクと、前記各制御弁の切替制御並びに前記ポンプ及びヒータの作動制御を行う制御部とを備え、前記除霜用管路部は、タンクの前後の管路間にそれぞれ接続されて熱媒体をタンクに通さず流通させるタンク迂回管路を設けられると共に、タンク迂回管路を開閉し、且つタンク迂回管路の開状態でタンクの流入出口側へ熱媒体を流通させず、タンク迂回管路の閉状態ではタンクの流入出口側へ熱媒体を流通可能とする迂回制御弁を設けられてなり、前記制御部が、前記循環管路の循環制御弁を閉止して循環管路を通じた熱媒体の熱交換器への流通を停止させ、且つ除霜用管路部の除霜用制御弁を開放して除霜用熱媒体を熱交換器に対し流通可能とした上で、前記迂回制御弁の開閉を制御して、熱媒体をタンクに対し流入出させつつ熱交換器と除霜用管路部に流通させる入替用接続状態と、熱媒体をタンク迂回管路に通してタンクに流入出させずに熱交換器と除霜用管路部で循環流通させる除霜用接続状態とを、切替可能とするものである。 The heating tower according to the present invention is a sealed heating tower that heats the heat medium circulated inside the heat exchanger by exchanging heat with the outside air and heat-exchanges the heat medium warmed by a predetermined heating means. In a heating tower capable of removing frost generated in the heat exchanger and connected to the heat exchanger, and at least in a circulation line for circulating a heat medium to and from a heat utilization device that is an evaporator. A circulation control valve disposed in the vicinity of the upstream side of the heat exchanger inlet portion and capable of switching between inflow and non-inflow of the heat medium from the circulation line to the heat exchanger; and a heat medium inlet in the heat exchanger A defrosting conduit section connected to a predetermined location near the heat medium outlet and a predetermined location near the heat medium outlet, and allowing the defrosting heat medium to flow to the heat exchanger, and heat exchange in the defrosting channel section Heat exchange with the defrosting conduit section, which is installed near the connection position And a defrosting control valve that enables switching between a defrosting heat medium flow state and a non-flow state, and a defrosting heat pipe, A pump that causes the heat medium to flow in a predetermined direction in the pipe line, a heater that is disposed in the defrost line part and heats the heat medium, and the defrost line And a tank that stores the heat medium in the same capacity as the heat medium capacity of the heat exchanger so that the heat medium can flow in and out, and a control part that performs switching control of each control valve and operation control of the pump and heater. The defrosting conduit section is connected to the tank before and after the tank and provided with a tank bypass conduit that allows the heat medium to flow without passing through the tank, and opens and closes the tank bypass conduit; and By bypassing the heat medium to the inlet / outlet of the tank when the tank bypass pipe is open, the tank bypass In the closed state of the passage, a bypass control valve is provided to allow the heat medium to flow to the inlet / outlet side of the tank, and the control unit closes the circulation control valve of the circulation pipe and heats through the circulation pipe The detour control is performed after stopping the flow of the medium to the heat exchanger and opening the defrost control valve of the defrosting conduit so that the defrosting heat medium can flow to the heat exchanger. Controls the opening and closing of the valve to allow the heat medium to flow into and out of the tank while flowing through the heat exchanger and the defrosting conduit, and the heat medium flows into the tank through the tank bypass conduit. It is possible to switch between the defrosting connection state in which the heat exchanger and the defrosting pipe line are circulated without being discharged.
このように本発明によれば、循環管路のうち熱交換器の熱媒体入口に至る管路部分を開閉する循環制御弁で、循環管路から熱交換器を切離し可能とする一方、熱交換器に除霜用制御弁を介して接続される除霜用管路部を設け、この除霜用管路部を通じて除霜用の熱媒体を熱交換器に流入出可能とし、除霜のために、循環管路側の循環制御弁を閉状態とすると共に、除霜用制御弁を開放して、除霜用熱媒体を熱交換器に流通させる状況下で、熱媒体をタンクに流入出させる入替用接続状態と、熱媒体をタンクに流入出させずに熱交換器と除霜用管路部で循環させる除霜状態とを切替可能とし、除霜工程として除霜用管路部のポンプ及びヒータを作動させ、熱交換器に除霜用の熱媒体を流通させる場合に、必要に応じてタンクを除霜用熱媒体の循環経路から切り離せる。これにより、タンクに熱媒体を流入させられる状態の除霜用管路部で熱媒体を流動させ、タンクと熱交換器の熱媒体を一旦入れ替えてから、熱媒体の入ったタンクを除霜用熱媒体の循環経路から切り離して、熱交換器にあった温度の低い熱媒体を除霜用管路部で除霜に用いないようにすることができ、低温の熱媒体を除霜可能な温度までヒータで温める必要がなくなると共に、除霜を終えて熱交換器を出た後も所定の熱を保有する熱媒体をタンク内のより低い温度の熱媒体と混合させず、熱の損失を抑えながら、熱媒体を継続的に循環させてヒータで加熱可能となり、ヒータでの熱媒体の加熱を効率化でき、熱媒体を十分に昇温させて熱交換器に流入させ、除霜に利用でき、熱交換器の着霜部分で、熱媒体による除霜の実行時間を短縮できる。 As described above, according to the present invention, the circulation control valve that opens and closes the pipe portion leading to the heat medium inlet of the heat exchanger in the circulation pipe enables the heat exchanger to be disconnected from the circulation pipe while the heat exchange. A defrosting conduit connected to the cooler via a defrosting control valve is provided, and the defrosting heat medium can flow into and out of the heat exchanger through the defrosting conduit, for defrosting. In addition, the circulation control valve on the circulation line side is closed and the defrosting control valve is opened so that the heat medium flows into and out of the tank in a state where the defrosting heat medium is circulated to the heat exchanger. It is possible to switch between the connection state for replacement and the defrosting state in which the heat medium is circulated in the defrosting pipe section without flowing the heat medium into and out of the tank, and the defrosting pipe section pump is used as a defrosting process. When the heater is operated and the defrosting heat medium is circulated through the heat exchanger, the tank is circulated as necessary. Decouple from the path. As a result, the heat medium is caused to flow in the defrosting conduit portion in a state where the heat medium can be introduced into the tank, and the tank and the heat exchanger in the heat exchanger are once replaced, and then the tank containing the heat medium is defrosted. The temperature at which the low-temperature heat medium can be defrosted by separating it from the circulation path of the heat medium so that the low-temperature heat medium in the heat exchanger is not used for defrosting in the defrosting conduit. It is no longer necessary to heat the heater with a heater, and even after defrosting and exiting the heat exchanger, the heat medium that retains the prescribed heat is not mixed with the heat medium at a lower temperature in the tank, thereby suppressing heat loss. However, the heating medium can be continuously circulated and heated by the heater, heating the heating medium with the heater can be made more efficient, and the heating medium can be sufficiently heated to flow into the heat exchanger and used for defrosting. In the frosting part of the heat exchanger, the defrosting time by the heat medium can be shortened
また、当初熱交換器にあった温度の低い熱媒体を、除霜のために熱交換器に流通させる熱媒体としては用いず、且つ除霜を終えて熱交換器を出た熱媒体とも混合させないことで、除霜用としてヒータでの加熱対象とする熱媒体が温度の低いものとなることを防止でき、熱媒体加熱のためにヒータが過剰に熱を発生させずに済む分、ヒータの熱発生容量を小さく抑えることができ、ヒータの設置に係るコスト抑制が図れると共に、熱媒体加熱のためのヒータ使用を必要最小限にとどめて、除霜の省エネルギー化が図れる。 In addition, the heat medium having a low temperature originally in the heat exchanger is not used as a heat medium to be distributed to the heat exchanger for defrosting, and is also mixed with the heat medium exiting the heat exchanger after defrosting. In this case, the heat medium to be heated by the heater for defrosting can be prevented from having a low temperature, and the heater does not generate excessive heat for heating the heat medium. The heat generation capacity can be kept small, the cost for installing the heater can be reduced, and the use of the heater for heating the heat medium can be kept to the minimum necessary, and the energy saving of defrosting can be achieved.
さらに、熱交換器に対する除霜の終了後に、タンクに熱媒体を流入させられる状態としてから、除霜用管路部で熱媒体を流動させ、タンクに入っていた温度の低い熱媒体と、これより温度の高い熱交換器内の除霜用の熱媒体をあらためて入れ替えることができ、除霜を終えた後も所定の熱を保有する除霜用熱媒体を熱交換器に残さずにタンクに回収して貯留し、次の新たな除霜実行の際に使用するようにして、後の除霜工程でもヒータでの熱媒体の加熱を効率化でき、熱媒体を適温まで速やかに昇温させて熱交換器での除霜に利用でき、除霜実行時間の短縮が図れると共に、熱媒体加熱のためのヒータの熱発生量を抑えられ、熱媒体加熱のためのヒータ使用を少なくして、除霜に係るエネルギー消費を抑制できる。 Furthermore, after the defrosting of the heat exchanger is completed, the heat medium is allowed to flow into the tank, and then the heat medium is caused to flow in the defrosting conduit, and the heat medium having a low temperature contained in the tank, The defrosting heat medium in the heat exchanger at a higher temperature can be replaced again, and the defrosting heat medium that retains the predetermined heat after the defrosting is finished in the tank without leaving the heat exchanger. It can be recovered and stored, and used for the next new defrosting operation, so that the heating medium can be heated efficiently in the subsequent defrosting process, and the heating medium can be quickly raised to an appropriate temperature. It can be used for defrosting in heat exchangers, shortening the defrosting execution time, reducing the amount of heat generated by the heater for heating the heating medium, reducing the use of the heater for heating the heating medium, Energy consumption related to defrosting can be suppressed.
また、本発明に係る加熱塔は必要に応じて、前記タンクが、熱媒体の流入出口を上部と下部にそれぞれ設けられ、除霜用管路部におけるタンクから熱媒体を吸出す側の管路及びタンクに熱媒体を押込む側の管路と、タンクにおける上下の各流入出口との間に配置されて、前記各管路とタンクにおける上下の各流入出口とを連通可能とする複数の接続切替用管路と、除霜用管路部と接続切替用管路にそれぞれ配設され、タンク上部を熱媒体流出側とすると共にタンク下部を熱媒体流入側とする第一の管路接続状態と、タンク上部を熱媒体流入側とすると共にタンク下部を熱媒体流出側とする第二の管路接続状態とを切替可能に開閉制御される複数の接続切替用制御弁とを備え、前記制御部が、前記迂回制御弁を前記入替用接続状態とする中で、熱交換器内に残っている熱媒体を除霜用管路部を通じてタンク内に流入させ、且つタンク内のより温かい除霜用の熱媒体を熱交換器に流入させる場合には、制御部が、接続切替用制御弁を前記第一の管路接続状態が生じる開放又は閉止状態とし、また、熱交換器内の除霜用の熱媒体を除霜用管路部を通じてタンク内に流入させ、且つタンク内のより冷たい熱媒体を熱交換器に流入させる場合には、制御部が、接続切替用制御弁を前記第二の管路接続状態が生じる開放又は閉止状態とするものである。 Further, in the heating tower according to the present invention, if necessary, the tank is provided with an inlet / outlet for the heat medium in the upper part and the lower part, and a pipe line on the side for sucking out the heat medium from the tank in the defrosting line part And a plurality of connections arranged between the pipes on the side where the heat medium is pushed into the tank and the upper and lower inflow outlets of the tank so that the pipes communicate with the upper and lower inflow outlets of the tank. A first pipe connection state that is disposed in each of the switching pipe, the defrosting pipe, and the connection switching pipe, with the tank upper portion being the heat medium outflow side and the tank lower portion being the heat medium inflow side. And a plurality of connection switching control valves that are open / close controlled to be switchable between a second pipe connection state in which the upper part of the tank is the heat medium inflow side and the lower part of the tank is the heat medium outflow side, In the state where the bypass control valve is in the replacement connection state, In the case where the heat medium remaining in the exchanger is caused to flow into the tank through the defrosting conduit and the warmer defrosting heat medium in the tank is caused to flow into the heat exchanger, the control unit, The connection switching control valve is in an open or closed state in which the first pipe connection state occurs, and the defrosting heat medium in the heat exchanger is caused to flow into the tank through the defrosting pipe section, and When the cooler heat medium in the tank is allowed to flow into the heat exchanger, the control unit sets the connection switching control valve to an open or closed state in which the second pipe connection state occurs.
このように本発明によれば、タンクの上下の各流出入口と除霜用管路部との連通状態を、制御部が接続切替用制御弁を開閉制御して切替可能とし、除霜用管路部が入替用接続状態にある場合に、当初は熱交換器内にあった温度の低い熱媒体をタンクに回収しつつタンク内にあったより温度の高い除霜用の熱媒体をタンクから出して熱交換器に向かわせる際には、制御部が、タンク上部側を流出口、下部側を流入口として使用する管路接続状態とし、且つ、除霜後の熱交換器内にある除霜用の熱媒体をタンクに回収しつつ、タンク内のより温度の低い熱媒体をタンクから出して熱交換器に向かわせる際には、制御部が、タンク下部側を流出口、上部側を流入口として使用する管路接続状態として、相対的に温度の高い状態にある除霜用熱媒体を、常にタンクの上部で流出入させる一方、相対的に温度の低い当初熱交換器内にあった熱媒体を、常にタンクの下部で流入出させることにより、タンク内では温度の高い熱媒体が上側に、温度の低い熱媒体が下側に位置する状態が保持され、タンク内で熱媒体の熱対流が生じにくく、タンク内で温度の異なる熱媒体が混合しにくくなり、熱媒体のうち温度の高いものについて、これより温度の低いものへの熱移動による熱の損失を抑えられ、ヒータに向かう熱媒体の温度が低くなるのを防いで、ヒータでの熱媒体加熱を効率よく実行でき、熱媒体を速やかに昇温させて除霜実行時間の短縮が図れることに加え、加熱の際のヒータでの熱発生量を小さくでき、除霜に係るエネルギー消費を抑えられる。 As described above, according to the present invention, the controller can switch the communication state between the upper and lower outlets of the tank and the defrosting conduit by opening and closing the connection switching control valve. When the road part is in the replacement connection state, the heat medium having a lower temperature that was originally in the heat exchanger is recovered in the tank, and the heat medium for defrosting having a higher temperature than that in the tank is taken out from the tank. When the control unit is directed to the heat exchanger, the control unit is in a pipe connection state in which the upper side of the tank is used as an outlet and the lower side is used as an inlet, and the defrost in the heat exchanger after defrosting When collecting the heat medium for use in the tank and taking out the heat medium having a lower temperature in the tank from the tank and directing it to the heat exchanger, the control unit flows the outlet on the lower side of the tank and flows the upper side on the upper side. As a pipe connection state used as an inlet, a defrosting heat medium in a relatively high temperature state is used. While always flowing in and out at the upper part of the tank, the heat medium that was in the initial heat exchanger with a relatively low temperature is always allowed to flow in and out at the lower part of the tank, so that , The state where the low temperature heat medium is located on the lower side is maintained, heat convection of the heat medium is less likely to occur in the tank, and heat medium having different temperatures are difficult to mix in the tank, and the temperature of the heat medium is high. The heat loss due to heat transfer to a lower temperature can be suppressed, and the temperature of the heat medium toward the heater can be prevented from being lowered, so that the heat medium can be efficiently heated by the heater. In addition to shortening the defrosting execution time by quickly raising the temperature, the amount of heat generated by the heater during heating can be reduced, and energy consumption related to defrosting can be suppressed.
また、本発明に係る加熱塔は必要に応じて、前記タンクが、タンクにおける熱媒体の流入出に際し、流入量と流出量を等しくされると共に、タンク内部を、流入出に伴って移動する熱媒体が、温度成層をなす状態を維持したまま上方又は下方に一様に移動可能な構造とされるものである。 Further, in the heating tower according to the present invention, when necessary, the tank has the same inflow amount and outflow amount when the heat medium flows in and out of the tank, and heat that moves inside the tank as the inflow and outflow occurs. The medium is structured to be able to move uniformly upward or downward while maintaining the temperature stratified state.
このように本発明によれば、タンクに対する熱媒体の流入量と流出量を等しくすると共に、タンクをこのタンク内の熱媒体が温度成層をなす状態を維持可能な内部構造とされ、熱媒体の流入出に伴ってタンク内部を上方又は下方へ移動する熱媒体における等温の各領域が、タンク内で温度の異なる他の領域と混合することなく移動できることにより、熱媒体の流入出に関わりなく、タンク内で熱媒体の各領域が温度を維持して熱交換が生じず、相対的に温度の高い除霜用の熱媒体のタンク内での熱損失を確実に抑制でき、熱媒体の保有する熱を有効利用して除霜を効率化することができる。 As described above, according to the present invention, the inflow amount and the outflow amount of the heat medium to the tank are made equal, and the tank has an internal structure capable of maintaining a state in which the heat medium in the tank forms a temperature stratification. Regardless of whether the heat medium flows in or out, each isothermal area in the heat medium that moves up or down in the tank as it flows in or out can move without mixing with other areas with different temperatures in the tank. Each area of the heat medium in the tank maintains the temperature and heat exchange does not occur, and heat loss in the tank of the defrosting heat medium having a relatively high temperature can be reliably suppressed, and the heat medium has Defrosting can be made efficient by using heat effectively.
また、本発明に係る加熱塔は必要に応じて、前記除霜用管路部における、熱交換器の熱媒体入口近くの管路位置と熱媒体出口近くの管路位置であって、且つそれぞれ熱交換器に対し除霜用制御弁よりも離れた側となる各管路位置同士を短絡するバイパス用管路と、当該バイパス用管路を開閉する制御弁とを備え、前記制御部が、各除霜用制御弁を閉止して熱交換器に除霜用の熱媒体を流通させない状態で、前記迂回制御弁を閉止し、且つバイパス用管路の制御弁を開放した上で、ポンプ及びヒータを作動させ、除霜用管路部で除霜用の熱媒体をヒータで加熱しつつタンク及びバイパス用管路を経由して循環させて、熱媒体の昇温のみ実行させるものである。 Further, the heating tower according to the present invention has a pipe line position near the heat medium inlet of the heat exchanger and a pipe line position near the heat medium outlet in the defrosting pipe line part, if necessary, and A bypass conduit that short-circuits each pipeline position on the side farther from the defrost control valve with respect to the heat exchanger, and a control valve that opens and closes the bypass conduit, and the control unit includes: In a state where each defrost control valve is closed so that the defrosting heat medium does not flow through the heat exchanger, the detour control valve is closed and the bypass pipe control valve is opened. The heater is operated and the defrosting heat medium is circulated through the tank and the bypass line while being heated by the heater in the defrosting pipe section, and only the temperature rise of the heat medium is executed.
このように本発明によれば、除霜用管路部における熱交換器への熱媒体出入口近くで除霜用制御弁よりも熱交換器から離れた管路位置間にバイパス用管路を設け、且つこのバイパス用管路にこれを開閉する制御弁を設けて、除霜用管路部において除霜用制御弁を閉じ、バイパス用管路の制御弁を開放し、ポンプ及びヒータを作動させた場合には、熱媒体が熱交換器を通らず、代わりにバイパス用管路を短絡して流れて、除霜用管路部で熱媒体が熱交換器を通過することなく循環可能となり、合わせて、タンクに熱媒体を流入出させられるようにすると、タンクの熱媒体が除霜用管路部を循環する間にヒータで加熱されて昇温し、除霜に適した温度に到達できることにより、熱交換器に熱媒体を通さず除霜を行わない間に、タンク内の除霜用の熱媒体を除霜用管路部で循環させてヒータ加熱し、あらかじめ十分高い温度としてから、除霜用管路部を熱交換器に連通させて、高い温度の熱媒体を熱交換器に流通させられることとなり、事前に温度を高くした熱媒体を熱交換器に流通させて、除霜を効率よく実行でき、除霜時間の短縮と、除霜能力増大による熱交換器閉塞の危険性低減が図れる。また、タンクの熱媒体がバイパス用管路を通り、熱交換器を通らない分、熱損失を抑えて無理なく熱媒体温度を高めることができ、より高温の熱媒体を効率よく得て後の除霜工程で有効活用でき、除霜工程を複数回繰り返し実行する場合における除霜の効率を全体的に向上させられる。 As described above, according to the present invention, the bypass pipeline is provided between the pipeline positions near the heat medium inlet / outlet to the heat exchanger in the defrosting pipeline section and farther from the heat exchanger than the defrosting control valve. In addition, a control valve for opening and closing the bypass conduit is provided in the bypass conduit, the defrost control valve is closed in the defrost conduit, the bypass conduit control valve is opened, and the pump and the heater are operated. In such a case, the heat medium does not pass through the heat exchanger, but instead flows through the bypass pipe, and the heat medium can be circulated in the defrosting pipe without passing through the heat exchanger. In addition, if the heat medium is allowed to flow in and out of the tank, the temperature of the heat medium in the tank is increased by heating with the heater while circulating through the defrosting conduit, and the temperature can reach a temperature suitable for defrosting. By this, the defrosting in the tank is not performed while the heat medium is not passed through the heat exchanger. The medium is circulated through the defrosting conduit and heated with a heater. After the temperature is sufficiently high in advance, the defrosting conduit is connected to the heat exchanger, and the high-temperature heat medium is circulated through the heat exchanger. Therefore, defrosting can be performed efficiently by distributing a heat medium whose temperature has been increased in advance to the heat exchanger, reducing the defrosting time and reducing the risk of blockage of the heat exchanger due to increased defrosting capacity. I can plan. In addition, because the heat medium in the tank does not pass through the bypass conduit and does not pass through the heat exchanger, the heat medium temperature can be increased without difficulty by suppressing heat loss, and a higher temperature heat medium can be obtained efficiently. It can be effectively used in the defrosting process, and the efficiency of defrosting when the defrosting process is repeatedly executed a plurality of times can be improved as a whole.
また、本発明に係る加熱塔の除霜方法は、熱交換器内部に流通させた熱媒体を外気と熱交換させて昇温させる密閉式の加熱塔で、昇温させた熱媒体を前記熱交換器に流通させ、当該熱交換器に生じた霜を除去する加熱塔の除霜方法において、前記熱交換器に接続され、蒸発器である熱利用装置との間で熱媒体を循環させる循環管路における、少なくとも熱交換器入口部分上流側近傍に配設した循環制御弁の開閉で、前記循環管路から熱交換器への熱媒体の流入と非流入とを切替え可能にし、前記熱交換器における熱媒体入口近くの所定箇所及び熱媒体出口近くの所定箇所にそれぞれ所定の除霜用制御弁を介して接続される除霜用管路部を通じて、除霜用の熱媒体を熱交換器に流通可能とし、前記除霜用管路部には、除霜用の熱媒体を加圧して管路内で所定方向に送給するポンプと、熱媒体を加熱するヒータと、熱交換器の熱媒体容量と同じ容量で熱媒体を流入出可能に貯留するタンクとが配設されると共に、タンクの前後の管路間にそれぞれ接続されて熱媒体をタンクに通さないタンク迂回管路が設けられ、さらに、タンク迂回管路を開閉し、且つタンク迂回管路の開状態でタンクの流入出口側へ熱媒体を流通させず、タンク迂回管路の閉状態ではタンクの流入出口側へ熱媒体を流通可能とする迂回制御弁が設けられて、当該迂回制御弁の開閉制御で、熱媒体をタンクに流入出させられる入替用接続状態と、熱媒体をタンク迂回管路に通してタンクに流入出させない除霜用接続状態とを切替使用可能とされ、熱交換器に対する除霜工程として、前記循環管路の循環制御弁を閉じて熱媒体の循環管路を通じた流通を停止させる一方、除霜用管路部の除霜用制御弁を開放状態として除霜用熱媒体を熱交換器に対し流通可能とし、且つ除霜用管路部で熱媒体をタンクに流入出させられる前記入替用接続状態で、ポンプ及びヒータを作動させ、除霜用管路部で熱媒体の流れを生じさせてタンク内の除霜用熱媒体を熱交換器に入れると共に、熱交換器内に残る冷たい熱媒体を除霜用管路部を通じてタンクに流入させる第一の熱媒体入替工程と、タンク内にあった除霜用熱媒体が熱交換器に存在していた冷たい熱媒体と全て入れ替わったら、除霜用管路部で熱媒体をタンク迂回管路に通してタンクに出入りさせない前記除霜用接続状態に移行して、除霜用熱媒体がヒータで加熱されつつ熱交換器と除霜用管路部を循環して除霜を実行する熱媒体循環工程と、熱交換器が除霜完了と見なせる状態に達したら、除霜用管路部で熱媒体をタンクに流入出させられる前記入替用接続状態に移行し、且つヒータを非作動状態とし、タンク内の冷たい熱媒体をタンクから出して熱交換器に入れると共に、熱交換器内の除霜用熱媒体を除霜用管路部を通じてタンクに流入させる第二の熱媒体入替工程と、タンク内にあった冷たい熱媒体が熱交換器に存在していた熱媒体と全て入れ替わったら、除霜用管路部の除霜用制御弁を閉止状態とすると共にポンプの作動を停止して、熱媒体の除霜用管路部を通じた流通を停止させる熱媒体流通停止工程とを含むものである。 The defrosting method for a heating tower according to the present invention is a sealed heating tower that heats the heat medium circulated inside the heat exchanger by exchanging heat with the outside air. In the defrosting method of the heating tower that circulates in the exchanger and removes frost generated in the heat exchanger, circulation that circulates the heat medium between the heat utilization device that is connected to the heat exchanger and is an evaporator The heat exchange can be switched between inflow and non-inflow of the heat medium from the circulation pipe by opening / closing a circulation control valve disposed at least in the vicinity of the upstream side of the heat exchanger inlet in the pipe. The heat exchanger for defrosting through a defrosting conduit connected to a predetermined location near the heat medium inlet and a predetermined location near the heat medium outlet in the cooler via a predetermined defrosting control valve. The defrosting conduit section is pressurized with a defrosting heat medium. A pump that feeds in a predetermined direction in the path, a heater that heats the heat medium, and a tank that stores the heat medium in the same capacity as the heat medium capacity of the heat exchanger so that the heat medium can flow in and out are disposed. Tank bypass pipes that are connected between the pipes before and after the tank and do not allow the heat medium to pass through the tank are provided. Further, the tank bypass pipes are opened and closed, and the tank bypass pipes are opened and the tank inlet and outlet sides are opened. In the closed state of the tank bypass pipe, the bypass control valve is provided to allow the heat medium to flow to the inlet / outlet side of the tank. The bypass medium is controlled by opening / closing the bypass control valve. It is possible to switch between a replacement connection state that flows into and out of the tank and a defrost connection state that does not allow the heat medium to flow into and out of the tank through the tank bypass pipe, and the circulation is performed as the defrosting step for the heat exchanger. Close the circulation control valve of the pipeline and heat While the circulation of the body through the circulation line is stopped, the defrosting control valve of the defrosting line part is opened to allow the defrosting heat medium to flow to the heat exchanger, and the defrosting line With the replacement connection state in which the heat medium can flow into and out of the tank at the section, the pump and the heater are operated, and the flow of the heat medium is generated in the defrosting conduit section to heat the defrost heat medium in the tank. The first heat medium replacement step of putting the cold heat medium remaining in the heat exchanger into the tank through the defrosting conduit and the defrost heat medium in the tank is the heat exchanger. When all of the cold heat medium existing in the heat exchanger is replaced, the heat transfer medium is transferred to the defrost connection state in which the heat medium is passed through the tank detour pipe in the defrost pipe section so as not to enter or leave the tank. Circulates through the heat exchanger and the defrosting conduit while being heated by the heater to perform defrosting When the heat medium circulation process and the state where the heat exchanger can be regarded as defrosting are reached, the heat transfer medium is transferred to the tank through the defrosting conduit, and the heater is deactivated. A second heat medium replacement step in which the cold heat medium in the tank is taken out of the tank and placed in the heat exchanger, and the defrost heat medium in the heat exchanger flows into the tank through the defrosting conduit When the cold heat medium in the tank is completely replaced with the heat medium present in the heat exchanger, the defrosting control valve of the defrosting conduit is closed and the pump is stopped. And a heat medium flow stopping step of stopping the flow of the heat medium through the defrosting conduit.
このように本発明によれば、循環管路のうち熱交換器の熱媒体入口に至る管路部分を開閉する循環制御弁で、循環管路から熱交換器を切離し可能とする一方、熱交換器に除霜用制御弁を介して接続される除霜用管路部を通じて、除霜用の熱媒体を熱交換器に流入出可能とし、除霜工程として、循環制御弁を閉止すると共に、除霜用制御弁を開放して、除霜用熱媒体を熱交換器に流通可能とした上で、まず熱媒体をタンクに流入出させられる状態としてから、ポンプ及びヒータを作動させて、タンク内の除霜用熱媒体と熱交換器内に残る冷たい熱媒体とを除霜用管路部を通じて入れ替える第一の工程と、熱媒体をタンクに出入りさせない状態で、除霜用熱媒体を熱交換器と除霜用管路部に循環させて除霜を実行する第二の工程と、除霜完了を受けてあらためて熱媒体をタンクに流入出させられる状態とし、且つヒータを非作動として、タンク内の冷たい熱媒体と熱交換器内の除霜用熱媒体を除霜用管路部を通じて入れ替える第三の工程と、除霜用制御弁を閉止すると共にポンプの作動を停止し、除霜用管路部での熱媒体の流通を停止させる第四の工程とを、それぞれ実行する。これにより、熱交換器にあった温度の低い熱媒体を除霜用管路部で除霜に用いないようにすることができ、低温の熱媒体を除霜可能な温度までヒータで温める必要がなくなると共に、除霜を終えて熱交換器を出た後も所定の熱を保有する熱媒体をタンク内のより低い温度の熱媒体と混合させず、熱の損失を抑えながら、熱媒体を除霜用管路部で継続的に循環させてヒータで加熱可能となり、ヒータでの熱媒体の加熱を効率化でき、熱媒体を十分に昇温させて熱交換器に流入させて除霜を実行でき、熱交換器の着霜部分で、熱媒体による除霜の実行時間を短縮できる。 As described above, according to the present invention, the circulation control valve that opens and closes the pipe portion leading to the heat medium inlet of the heat exchanger in the circulation pipe enables the heat exchanger to be disconnected from the circulation pipe while the heat exchange. The defrosting heat medium can be flowed into and out of the heat exchanger through the defrosting conduit connected to the cooler via the defrosting control valve, and as a defrosting process, the circulation control valve is closed, The defrosting control valve is opened so that the defrosting heat medium can flow through the heat exchanger. First, the heating medium is allowed to flow into and out of the tank, and then the pump and heater are operated to The first defrosting heat medium and the cold heat medium remaining in the heat exchanger through the defrosting conduit section, and heat the defrosting heat medium in a state where the heat medium is not allowed to enter and exit the tank. A second process of performing defrosting by circulating through the exchanger and the defrosting conduit and receiving the defrosting completion A third state in which the heat medium is allowed to flow into and out of the tank again, the heater is deactivated, and the cold heat medium in the tank and the defrost heat medium in the heat exchanger are replaced through the defrost line. The step and the fourth step of closing the defrosting control valve and stopping the operation of the pump to stop the flow of the heat medium in the defrosting conduit section are respectively performed. Thereby, it is possible to prevent the heat medium having a low temperature in the heat exchanger from being used for defrosting in the defrosting conduit, and it is necessary to heat the low-temperature heat medium to a temperature capable of defrosting with a heater. In addition, after the defrosting is finished and the heat exchanger is exited, the heat medium having the predetermined heat is not mixed with the heat medium having a lower temperature in the tank, and the heat medium is removed while suppressing heat loss. Continuously circulates in the frost line and can be heated by the heater, heating the heating medium with the heater can be made more efficient, and the heating medium is sufficiently heated to flow into the heat exchanger to perform defrosting It is possible to reduce the defrosting time by the heat medium at the frosting portion of the heat exchanger.
また、当初熱交換器にあった温度の低い熱媒体を、除霜のために熱交換器に流通させる熱媒体としては用いず、且つ除霜を終えて熱交換器を出た熱媒体とも混合させないことで、除霜用としてヒータでの加熱対象とする熱媒体が温度の低いものとなることを防止でき、熱媒体加熱のためにヒータが過剰に熱を発生させずに済む分、熱媒体加熱のためのヒータ使用を必要最小限にとどめて、除霜の省エネルギー化が図れる。 In addition, the heat medium having a low temperature originally in the heat exchanger is not used as a heat medium to be distributed to the heat exchanger for defrosting, and is also mixed with the heat medium exiting the heat exchanger after defrosting. In this case, the heat medium to be heated by the heater for defrosting can be prevented from having a low temperature, and the heater does not generate excessive heat for heating the heat medium. Energy consumption for defrosting can be reduced by using the heater for heating to the minimum necessary.
さらに、熱交換器に対する除霜の終了後に、所定の熱を保有する除霜用熱媒体を熱交換器に残さずにタンクに回収して貯留し、次の新たな除霜実行の際に使用可能として、繰り返し除霜を行う場合に、後の除霜工程でもヒータでの熱媒体の加熱を効率化でき、熱媒体を適温まで速やかに昇温させられ、除霜実行時間の短縮が図れると共に、熱媒体加熱のためのヒータの熱発生量を抑えられ、ヒータ使用に係るエネルギー消費を抑制できる。 Furthermore, after the defrosting of the heat exchanger is completed, the defrosting heat medium having the predetermined heat is collected and stored in the tank without remaining in the heat exchanger, and used for the next new defrosting execution. As possible, when performing repeated defrosting, heating of the heat medium in the heater can be made more efficient in the subsequent defrosting process, the heat medium can be quickly raised to an appropriate temperature, and the defrosting execution time can be shortened. In addition, the amount of heat generated by the heater for heating the heating medium can be suppressed, and energy consumption associated with the use of the heater can be suppressed.
また、本発明に係る加熱塔の除霜方法は必要に応じて、除霜用管路部が、熱交換器の熱媒体入口近くの管路位置と熱媒体出口近くの管路位置であって、且つそれぞれ熱交換器に対し除霜用制御弁よりも離れた側となる各管路位置について、当該管路位置同士を短絡するバイパス用管路を有すると共に、当該バイパス用管路を開閉する制御弁を有して、バイパス用管路を経由してヒータとタンクの含まれる経路で熱媒体を循環可能とし、前記除霜工程に先立つ予熱工程として、除霜用制御弁を閉止すると共にバイパス用管路の制御弁を開放した状態で、ポンプ及びヒータを作動させ、除霜用管路部で除霜用の熱媒体をヒータで加熱しつつタンク及びバイパス用管路を通じて循環させて、熱媒体の昇温のみ実行するものである。 Further, in the heating tower defrosting method according to the present invention, if necessary, the defrosting pipeline section is located at a pipeline position near the heat medium inlet of the heat exchanger and a pipe line position near the heat medium outlet. In addition, for each pipeline position on the side away from the defrosting control valve with respect to the heat exchanger, each pipeline location has a bypass pipeline that short-circuits the pipeline locations and opens and closes the bypass pipeline It has a control valve so that the heat medium can be circulated through the path including the heater and tank via the bypass pipe, and the defrost control valve is closed and bypassed as a preheating process prior to the defrost process. With the control valve of the pipe line open, the pump and the heater are operated, and the heating medium for defrosting is circulated through the tank and the bypass pipe line while being heated by the heater in the defrosting line part. Only the temperature of the medium is increased.
このように本発明によれば、除霜用管路部における熱交換器への熱媒体出入口近くで除霜用制御弁よりも熱交換器から離れた管路位置間に、バイパス用管路を有すると共に、このバイパス用管路中の制御弁でバイパス用管路を開閉可能とし、予熱工程として、除霜用管路部において除霜用制御弁を閉じ、バイパス用管路の制御弁を開放し、タンクに熱媒体を流入出させられるようにした上で、ポンプ及びヒータを作動させて、タンクの熱媒体を熱交換器に通さずにバイパス用管路に導いて、除霜用管路部で循環させる間に、熱媒体がヒータで加熱されて昇温し、除霜に適した温度に到達できることにより、熱交換器に熱媒体を通さず除霜を行わない間に、タンク内の除霜用の熱媒体を加熱してあらかじめ十分高い温度としてから、除霜用管路部を熱交換器に連通させて、高い温度の熱媒体を熱交換器に流通させられることとなり、事前に温度を高くした熱媒体を熱交換器に流通させて、除霜を効率よく実行でき、除霜時間の短縮と、除霜能力増大による熱交換器閉塞の危険性低減が図れる。また、タンクの熱媒体がバイパス用管路を通り、熱交換器を通らない分、熱損失を抑えて無理なく熱媒体温度を高めることができ、より高温の熱媒体を効率よく得て後の除霜工程で有効活用でき、除霜工程を複数回繰り返し実行する場合における除霜の効率を全体的に向上させられる。 As described above, according to the present invention, the bypass pipe line is provided between the pipe line positions near the heat medium inlet / outlet to the heat exchanger in the defrost pipe part and farther from the heat exchanger than the defrost control valve. In addition, the bypass conduit can be opened and closed by the control valve in the bypass conduit, and as a preheating process, the defrost control valve is closed in the defrost conduit and the bypass conduit control valve is opened. Then, after allowing the heat medium to flow into and out of the tank, the pump and the heater are operated, and the heat medium in the tank is guided to the bypass line without passing through the heat exchanger, and the defrost line While being circulated in the unit, the heat medium is heated by the heater to increase the temperature and reach a temperature suitable for defrosting, so that the heat medium in the tank is not defrosted without passing the heat medium through the heat exchanger. After heating the defrosting heat medium to a sufficiently high temperature in advance, the defrosting conduit , The high-temperature heat medium can be circulated through the heat exchanger, and the heat medium whose temperature has been increased in advance can be circulated through the heat exchanger to efficiently perform defrosting. It is possible to shorten the defrosting time and reduce the risk of blockage of the heat exchanger by increasing the defrosting capacity. In addition, because the heat medium in the tank does not pass through the bypass conduit and does not pass through the heat exchanger, the heat medium temperature can be increased without difficulty by suppressing heat loss, and a higher temperature heat medium can be obtained efficiently. It can be effectively used in the defrosting process, and the efficiency of defrosting when the defrosting process is repeatedly executed a plurality of times can be improved as a whole.
また、本発明に係る加熱塔の除霜方法は必要に応じて、前記循環管路に、複数の熱交換器が並列に接続され、各熱交換器ごとに循環制御弁の開閉で、循環管路の熱媒体を熱交換器に流通させる状態と流通させない状態とを切替え可能とし、且つ、共通の一つの除霜用管路部に、複数の熱交換器が、それぞれ除霜用制御弁を介在させつつ並列に接続され、除霜用の熱媒体を熱交換器に択一的に流通可能とし、各熱交換器ごとに、循環管路の熱媒体を熱交換器に流通させない待機状態の期間を、期間が互いに重ならないように設定し、当該待機状態の期間に、前記予熱工程を実行し、所定の一熱交換器の待機状態の期間が終了して、循環管路の熱媒体を熱交換器に流通させて熱交換させる運転状態に移行すると、他の熱交換器が除霜工程を開始し、前記所定の一熱交換器の待機状態の期間と重なる予熱工程で温度を高めた除霜用熱媒体を利用しつつ除霜を実行し、除霜工程の終了後、前記他の熱交換器が待機状態に移行すると共に、並行して予熱工程が実行され、以降、前記各工程が繰り返されて、各熱交換器の除霜工程が熱交換器ごとに時間をずらしつつ、それぞれ直前の予熱工程で温度を高められた除霜用熱媒体により実行されるものである。 In addition, in the heating tower defrosting method according to the present invention, a plurality of heat exchangers are connected in parallel to the circulation pipe as necessary, and a circulation pipe is opened and closed for each heat exchanger. It is possible to switch between a state where the heat medium of the passage is circulated to the heat exchanger and a state where it is not circulated, and a plurality of heat exchangers each have a defrosting control valve in one common defrosting conduit section. It is connected in parallel while being interposed, and the heat medium for defrosting can be selectively distributed to the heat exchanger, and for each heat exchanger, the heat medium in the circulation line is not allowed to flow to the heat exchanger. The period is set so that the periods do not overlap each other, the preheating step is executed during the standby state, the standby period of the predetermined heat exchanger is completed, and the heat medium in the circulation line is removed. When the operation state is changed to the heat exchange through the heat exchanger, the other heat exchanger starts the defrosting process. The defrosting is performed while using the defrosting heat medium whose temperature is increased in the preheating process that overlaps the standby period of the predetermined one heat exchanger, and after the defrosting process is finished, the other heat exchanger is While shifting to the standby state, the preheating step is executed in parallel, and thereafter, the respective steps are repeated, and the defrosting step of each heat exchanger shifts the time for each heat exchanger, each immediately preceding preheating step. This is performed by the heat medium for defrosting whose temperature is increased in (1).
このように本発明によれば、加熱塔の循環管路に複数の熱交換器が接続される場合で、これら各熱交換器が、共通の一つの除霜用管路部を用いて熱交換器に対し択一的に除霜実行可能とされると共に、熱媒体を熱交換器に流通させない待機状態が、その期間を各熱交換器で互いに重ならないようにして各々設定され、この待機状態の期間に予熱工程を実行して、複数の熱交換器に対する除霜が、所定の一熱交換器が待機状態から循環管路の熱媒体を熱交換器に流通させる通常の運転状態に移行すると、この一熱交換器の待機状態の期間と重なる予熱工程で温められた除霜用熱媒体を利用して、他の熱交換器が除霜工程を実行し、次いでこの除霜工程を終えた他の熱交換器が待機状態に移行し、並行して新たな予熱工程が実行される、という一連の工程の繰り返しで実行され、熱交換器ごとに時間をずらしつつ、直前の予熱工程を経た除霜用熱媒体を用いて除霜がそれぞれ実行されることにより、ある熱交換器が待機状態にある間に、タンク内の除霜用の熱媒体を加熱してあらかじめ十分高い温度としてから、次の所定の熱交換器の除霜工程で、高い温度の熱媒体を熱交換器に流通させられ、除霜を効率よく実行でき、除霜時間の短縮と、除霜能力増大による熱交換器閉塞の危険性低減が図れる。また、予熱工程ではタンクの熱媒体が熱交換器を通らない分、熱損失を抑えて無理なく熱媒体温度を高めることができ、より高温の熱媒体を効率よく得て、後の除霜工程で有効活用でき、複数の熱交換器における除霜の効率を全体的に向上させられる。 Thus, according to the present invention, in the case where a plurality of heat exchangers are connected to the circulation line of the heating tower, each of these heat exchangers exchanges heat using one common defrosting line part. The standby state in which the defrosting can be performed alternatively to the heat exchanger and the heat medium is not circulated to the heat exchanger is set so that the period does not overlap each other in the heat exchanger. When the preheating process is performed during the period of time and the defrosting for the plurality of heat exchangers shifts from a standby state to a normal operation state in which the heat medium in the circulation line is circulated to the heat exchanger from the standby state. Using the defrosting heat medium warmed in the preheating process that overlaps the standby state period of this one heat exchanger, another heat exchanger performs the defrosting process, and then finishes this defrosting process. The other heat exchanger goes to the standby state and a new preheating process is executed in parallel. A heat exchanger is put on standby by performing defrosting using the heat medium for defrosting that has undergone the immediately preceding preheating process while shifting the time for each heat exchanger and performing the defrosting process. While the defrosting heat medium in the tank is heated to a sufficiently high temperature in advance, the high temperature heat medium can be circulated through the heat exchanger in the next predetermined defrosting process of the heat exchanger. Therefore, the defrosting can be performed efficiently, the defrosting time can be shortened, and the risk of blockage of the heat exchanger due to the increased defrosting capability can be reduced. Also, in the preheating process, the heat medium in the tank does not pass through the heat exchanger, so heat loss can be suppressed and the heat medium temperature can be increased without difficulty, and a higher temperature heat medium can be obtained efficiently, and the defrosting process later Can be effectively utilized, and the efficiency of defrosting in a plurality of heat exchangers can be improved as a whole.
さらに、予熱工程で温めた熱媒体をタンクに貯留し、次の新たな熱交換器への除霜実行の際に使用するようにして、この除霜の際にヒータでの熱媒体の加熱を効率化でき、各熱交換器の除霜ごとの、熱媒体加熱のためのヒータの熱発生量を抑えられ、ヒータ使用に係るエネルギー消費を抑制できる。 Furthermore, the heat medium warmed in the preheating process is stored in a tank and used in the next defrosting execution to a new heat exchanger, and the heating medium is heated by the heater during this defrosting. Efficiency can be improved, the amount of heat generated by the heater for heating the heating medium for each defrosting of each heat exchanger can be suppressed, and energy consumption associated with the use of the heater can be suppressed.
(本発明の第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る加熱塔の除霜方法を前記図1ないし図7に基づいて説明する。本実施形態では、蒸発器である熱利用装置との間で循環管路を通じて熱媒体を循環させ、循環管路に接続された熱交換器で熱媒体を外気と熱交換させて昇温させる密閉式の加熱塔の例について説明する。
(First embodiment of the present invention)
Hereinafter, a defrosting method for a heating tower according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a heat medium is circulated through a circulation line with a heat utilization device that is an evaporator, and the heat medium is heat-exchanged with the outside air in a heat exchanger connected to the circulation line to be heated. An example of the heating tower of the formula will be described.
前記各図に示すように、本実施形態に係る加熱塔1は、循環管路60から熱交換器10内部に流通させた熱媒体をファン11で誘引した外気と熱交換させて昇温させる密閉式加熱塔の基本的構成と共に、循環管路60における熱交換器10入口部分上流側近傍に配設され、管路を開閉して熱交換器10への熱媒体の流入と非流入とを切替える循環制御弁12と、熱交換器10における熱媒体入口近くの所定箇所及び熱媒体出口近くの所定箇所にそれぞれ接続され、除霜用の熱媒体を熱交換器10に流通可能とする除霜用管路部13と、この除霜用管路部13における熱交換器10との接続位置近傍にそれぞれ配設され、除霜用管路部13と熱交換器10間での、除霜用の熱媒体の流通状態と非流通状態とを切替え可能とする除霜用制御弁14と、除霜用管路部13に配設されて熱媒体の流れを生じさせるポンプ15と、除霜用管路部13に配設されて熱媒体を加熱するヒータ16と、除霜用管路部13に配設されて熱媒体を貯留するタンク17と、熱交換器10への着霜状態を検知するセンサ18と、センサ18の着霜検出に対応してポンプ15やヒータ16の作動を制御する制御部19とを備える構成である。
As shown in the drawings, the heating tower 1 according to the present embodiment is a hermetically sealed heating medium that heats the heat medium circulated from the
前記加熱塔1は、循環管路60と接続されて設置され、熱利用装置70との間で熱媒体を循環させ、熱利用装置70、例えば、チラー(冷凍機)や空気調和機器等、において熱を放出し、温度を下げた熱媒体を、循環管路60を通じて受入れ、塔内の熱交換器10で昇温させた後、再び循環管路60を通じて熱利用装置70へ向わせる過程を繰返す装置であり、その基本的構成は公知の密閉式加熱塔同様のものであり、詳細な説明を省略する。
The heating tower 1 is connected to the
なお、一般に加熱塔は、ファンで外気を誘引し、外気と熱媒体とを熱交換器で熱交換させる、熱交換の単位構成部分(セル)を一又は複数組有し、セルごとに循環管路と接続されて熱媒体を流通可能とされる。例えば、地域冷暖房に使用されるような加熱塔は、三組程度のセルを1グループとして、複数グループ組合わせた大型のものとされることが多い。 In general, a heating tower has one or a plurality of heat exchange unit components (cells) that draw outside air using a fan and exchange heat between the outside air and a heat medium using a heat exchanger, and each cell has a circulation pipe. It is connected to the road and can circulate the heat medium. For example, a heating tower used for district cooling and heating is often a large-sized tower in which a plurality of groups are combined with about three sets of cells as one group.
一セルに配設される部品としての熱交換器のユニットは一つに限らず、複数が直列又は並列に接続されて配設される場合も有りうるが、除霜に係る各構成の付加にあたっては、一セル単位で対応すればよいことから、本発明においては、一セルに配設される複数の熱交換器のユニットは、これらを一まとめとした一つの熱交換器として取り扱うものとする。本実施形態における加熱塔1は、前記単位構成部分(セル)を唯一有し、この一セルをなす唯一の熱交換器10に循環管路60や除霜用管路部13が接続される構成であるが、この熱交換器10は、部品としての熱交換器のユニット一つから構成される場合と、複数の熱交換器ユニット群からなる場合の両方を含み、いずれの場合も一つの熱交換器10と見なす。
The number of units of the heat exchanger as a component arranged in one cell is not limited to one, and a plurality of units may be arranged connected in series or in parallel. In the present invention, the units of a plurality of heat exchangers disposed in one cell are handled as a single heat exchanger that is a group of these. . The heating tower 1 in this embodiment has the said unit component part (cell) uniquely, and the structure by which the
前記熱交換器10は、フィンコイル型とされ、コイルの内部に熱媒体を流通させて外気との間で熱交換を行わせる公知の構成であり、詳細な説明を省略する。この熱交換器10に対して、循環管路60の熱交換器入口部分上流側近傍に配設される循環制御弁12が、制御部19の制御に基づいて、循環管路60から熱交換器10への熱媒体の流入と非流入とを切替える仕組みである。
The
また、前記ファン11は、その下方で熱交換器10に隣接する外部から隔離された空間部分を介して、誘引通風で各熱交換器10に横方向から外気を通し、熱交換器10を横に通過した排気を上方へ吹出して排出する公知のものであり、詳細な説明を省略する。
In addition, the
また、加熱塔10の各熱交換器10近傍には、熱交換器10における着霜を検知するセンサ18が配設され、このセンサ18の検知結果に基づいた制御部19による制御で、各制御弁やポンプ15やヒータ16を作動させる仕組みである。センサ18としては着霜に伴う熱交換器10の入口側と出口側の差圧の変化を取得して着霜を検知するものなど、公知の着霜検知可能な各種センサを用いることができる。
Further, a
前記除霜用管路部13は、熱交換器10における熱媒体入口近くの所定箇所、及び熱媒体出口近くの所定箇所に、それぞれ除霜用制御弁14を介して接続される管路であり、管路中に前記ポンプ15、ヒータ16、及びタンク17を有し、除霜用の熱媒体を熱交換器10に流通可能とするものである。
The defrosting
この除霜用管路部13の熱交換器10との接続位置近傍には、制御部19により開閉制御される除霜用制御弁14が設けられており、この除霜用制御弁14を開閉させることで、除霜用管路部13と熱交換器10間での、除霜用の熱媒体の流通状態と非流通状態とを切替えられる。
A defrosting
そして、除霜用管路部13は、循環制御弁12による循環管路60閉止時に対応させて除霜用制御弁14が開放状態とされるのに伴い、熱交換器10の熱媒体入口と熱媒体出口とにそれぞれ連通して、除霜用熱媒体を熱交換器10内に流通させ、除霜用熱媒体を循環させられる仕組みである。
The defrosting
この除霜用管路部13における、ポンプ15と接続されてタンク17から熱媒体を吸出す側の管路部分、及び、タンク17に熱媒体を押込む側の管路部分と、タンク17における上下の各流入出口との間には、それぞれ前記各管路部分とタンク17における上下の各流入出口とを連通可能とする、四つの接続切替用管路13a、13b、13c、13dが配設される。
In this defrosting
また、これら接続切替用管路13a、13b、13c、13dには、タンク上部を熱媒体流出側とすると共にタンク下部を熱媒体流入側とする第一の管路接続状態と、タンク上部を熱媒体流入側とすると共にタンク下部を熱媒体流出側とする第二の管路接続状態とを切替可能に開閉制御される、複数の接続切替用制御弁13e、13f、13g、13hが、それぞれ配設される。
The
接続切替用制御弁13e、13f、13g、13hの切替により、具体的には、接続切替用管路13b、13dの各接続切替用制御弁13f、13hを閉止する一方、接続切替用管路13a、13cの各接続切替用制御弁13e、13gを開放して、熱媒体をタンク上部から取り出しつつタンク下部からタンク内に流入させる状態(第一の管路接続状態;図5参照)と、これとは逆に、切替用制御弁13e、13gを閉止する一方、切替用制御弁13f、13hを開放して、熱媒体をタンク下部から取り出しつつタンク上部からタンク内に流入させる状態(第二の管路接続状態;図7参照)とを切替可能としている。
By switching the connection switching
この他、除霜用管路部13における、タンク17の前後の管路部分間にタンク17と並行する形でそれぞれ接続することとなる接続切替用管路13b、13dは、接続切替用制御弁13f、13hの開放状態で、熱媒体をタンク17に通さず流通させる、タンク迂回管路として用いることができる。また、接続切替用管路13b、13dにそれぞれ配置される接続切替用制御弁13f、13hは、タンク迂回管路を開閉する迂回制御弁の役割を果たすこととなる。
In addition, in the defrosting
詳細には、接続切替用管路13b、13cの各接続切替用制御弁13f、13gを開放すると共に、接続切替用管路13a、13dの各接続切替用制御弁13e、13hを閉止する状態とするか、接続切替用管路13a、13dの各接続切替用制御弁13e、13hを開放すると共に、接続切替用管路13b、13cの各接続切替用制御弁13f、13gを閉止する状態とし、合わせてタンク側の流入出口を閉止することで、熱媒体をタンク迂回管路としての接続切替用管路13d、又は接続切替用管路13bに流通させ、タンク17に通さない状態を得ることができる(図6参照)。
Specifically, the connection switching
前記ポンプ15は、除霜用管路部13に配設され、作動状態で除霜用の熱媒体を加圧して、除霜用管路部13が熱交換器10及びタンク17に通じる状態で、管路内で熱媒体がヒータ16を経由して熱交換器10に向かい、さらに熱交換器10からタンク17に向かい、タンク17から最終的にポンプ15に戻る所定方向に熱媒体が流れるようにするものである。
前記ヒータ16は、熱媒体の加熱手段として除霜用管路部13に配設され、ポンプ15を出た後の熱媒体を加熱するものである。
The
The
前記タンク17は、除霜用管路部13に配設され、熱交換器10の熱媒体容量と同じ容量とされる内外断熱構造の略箱状体として形成され、熱媒体の流入出口17a、17bを上部と下部にそれぞれ設けられ、熱媒体を流入出可能に貯留する構成である。なお、このタンク17の流入出口17a、17bには、これら流入出口を開閉する流入出制御弁が配設されるようにすることもできる。
The
また、タンク17は、タンクにおける熱媒体の流入出に際し、流入量と流出量を等しくされると共に、その内部を、流入出に伴って移動する熱媒体が、温度成層をなす状態を維持したまま上方又は下方に一様に移動可能な構造とされる。具体的には、タンクを幅が細く縦長の形状とすることで、低温の熱媒体と高温の熱媒体との接触面積を小さくすると共に、タンク内部に、流入出口17a、17bと連通する分散管17cを設けて、熱媒体の流入出の際に熱媒体の流れを制御し、低温の熱媒体と高温の熱媒体とが混ざりにくくしている。分散管17cは、熱媒体をタンク内空間に出し入れする孔17dを複数並べて穿設される構成であり、この孔17dを分散管17cのタンク中心に近い部位ではより小さく、タンク外面に近い部位ではより大きくすることで、分散管17cの各孔17dから出る熱媒体が噴流となるのを防止し、タンク内の熱媒体流れを穏やかなものとして、温度の異なる熱媒体同士が混ざりにくい状態を得ている。
In addition, the inflow and outflow amounts of the
タンク17の流入出口近傍には、制御部19に接続された温度センサ17eが設けられ、温度を検出可能とすることで、タンク内の熱媒体の入れ替わりが完了した際にあらわれる、センサ位置での熱媒体の温度変化から、この熱媒体の入れ替わり完了状態を制御部19で把握できる仕組みである。
A
前記制御部19は、前記各制御弁の開閉制御、並びに、ポンプ15及びヒータ16の作動制御を行うものである。制御部19は、センサ18で取得した熱交換器10の状況が除霜に係る所定の条件を満たすと、除霜制御状態に移行して、循環管路60の循環制御弁12を閉止して循環管路60を通じた熱媒体の熱交換器10への流通を停止させ、且つ除霜用管路部13の除霜用制御弁14を開放して除霜用熱媒体を熱交換器10に対し流通可能とする(図5、図6、図7参照)。
The
その上で、制御部19は、迂回制御弁としての接続切替用制御弁13e、13f、13g、13hの開閉を制御して、熱媒体をタンク17に対し流入出させつつ熱交換器10と除霜用管路部13に流通させる入替用接続状態(図5、図7参照)と、熱媒体をタンク迂回管路としての接続切替用管路13b又は13dに通して、熱媒体をタンク17に流入出させずに熱交換器10と除霜用管路部13で循環流通させる除霜用接続状態(図6参照)とを、切替える制御を実行する。
Then, the
より詳細には、制御部19は、除霜用管路部13の除霜用熱媒体を熱交換器10に対し流通可能とした上で、接続切替用制御弁13e、13gを開放、接続切替用制御弁13f、13hを閉止して入替用接続状態とし、熱媒体をタンク17に対し流入出させつつ熱交換器10に流通させる。この場合、接続切替用管路13a、13cが熱媒体を流通させるようにされて、タンク上部の流入出口17aを熱媒体流出側とすると共に、タンク下部の流入出口17bを熱媒体流入側とする、第一の管路接続状態(図5参照)となる。
More specifically, the
この後、実際に除霜を行う場合には、接続切替用制御弁13f、13gを開放、接続切替用制御弁13e、13hを閉止して除霜用接続状態とし、熱媒体を接続切替用管路13cと、タンク迂回管路としての接続切替用管路13bにそれぞれ通して、熱媒体をタンク17に流入出させずに熱交換器10と除霜用管路部13で循環流通させる(図6参照)。
Thereafter, when the defrosting is actually performed, the connection switching
さらに、除霜を終えた後は、制御部19があらためて接続切替用制御弁13f、13hを開放、接続切替用制御弁13e、13gを閉止して入替用接続状態とし、熱媒体をタンク17に対し流入出させつつ熱交換器10に流通させる。この場合、接続切替用管路13b、13dが熱媒体を流通させるようにされて、タンク上部の流入出口17aを熱媒体流入側とすると共に、タンク下部の流入出口17bを熱媒体流出側とする、第二の管路接続状態(図7参照)となる。
Further, after the defrosting is completed, the
そして、最終的には、制御部19は、除霜用管路部13の除霜用制御弁14を閉止すると共にポンプ15の作動を停止させて、除霜用熱媒体の熱交換器10への流通を止める仕組みである。
Finally, the
次に、本実施形態に係る加熱塔での除霜方法について説明する。前提として、ブライン等の熱媒体は、熱利用装置70で熱を放出し、温度を下げた後、循環管路60を通じて加熱塔1に達し、加熱塔1の熱交換器10で昇温し、再び循環管路60に戻る過程を繰返している(図4参照)。こうした加熱塔1の通常運転時、低温の熱媒体は熱交換器10で外気により加熱され、入口側より出口側で温度が高くなった状態となっている。そして、霜発生時には、熱交換器10入口側のより低温の部位から着霜し、こうした熱交換器10の着霜時には、センサ18により検出した熱交換器の状況(差圧や温度など)が変化して、除霜に係る所定の条件を満たすようになることから、制御部19は熱交換器が着霜したと判定し、それに基づいて制御部19が除霜工程を実行開始する。
Next, the defrosting method in the heating tower which concerns on this embodiment is demonstrated. As a premise, the heat medium such as brine releases heat by the
除霜工程としては、制御部19は、最初に第一の熱媒体入替工程(図5参照)として、循環管路60における熱交換器10近傍の循環制御弁12を閉止し、熱交換器10への熱媒体の循環管路60を通じた流通を停止させ、循環管路60から加熱塔1の熱交換器10が切離された状態とする。
As the defrosting process, the
同時に制御部19は、加熱塔の通常運転状態では閉じられていた除霜用管路部13の除霜用制御弁14を開放し、除霜用管路部13を熱交換器10の熱媒体入口及び出口にそれぞれ連通状態として、除霜用熱媒体を熱交換器10に対し流通可能とする。
At the same time, the
またこの時、制御部19は接続切替用制御弁13e、13gを開放、接続切替用制御弁13f、13hを閉止して、熱媒体がタンク17に流入出可能な状態(入替用接続状態)とする。そして同時に、制御部19はポンプ15及びヒータ16を作動させ、除霜用管路部13でポンプ15の作動に伴う熱媒体の流れを生じさせて、タンク17内の熱媒体をヒータ16で加熱しながら熱交換器10に流入させると共に、熱交換器10内に残っていた、より冷たい熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)を、除霜用管路部13を通じてタンク17に流入させる。
At this time, the
タンク17の前後では、前記第一の管路接続状態として、接続切替用管路13a、13cが熱媒体を流通させるようにされており、タンク上部の流入出口17aからタンク17内にあった熱媒体が流出すると共に、タンク下部の流入出口17bで、熱交換器10内にあった熱媒体がタンク17内に新たに流入する。
Before and after the
こうして、当初は熱交換器10内にあった温度の低い熱媒体をタンク17に回収しつつ、当初タンク17内にあった、より温度の高い除霜用の熱媒体を熱交換器10に向かわせる際に、相対的に温度の高い状態にある除霜用熱媒体を、常にタンク17の上部から流出させる一方、相対的に温度の低い当初熱交換器内にあった熱媒体を、常にタンク17の下部で流入させている。
In this way, the heat medium having a low temperature originally in the
入替工程の途中では、熱交換器10内にあった温度の低い熱媒体と、元々タンク17内にあった除霜用の熱媒体が、タンク17内に共に存在することもあるが、流入出位置の設定により、タンク17内では温度の高い熱媒体が上側に、温度の低い熱媒体が下側に位置する状態が保持され、タンク内部構造とも相まって、タンク内で熱媒体の熱対流が生じにくく、タンク内で温度の異なる熱媒体が互いに混合せず、熱媒体中での熱移動による熱の損失を抑えられ、ヒータ16に向かう熱媒体の温度が低くなるのを防止できる。よって、ヒータ16での熱媒体加熱を効率よく実行でき、熱媒体を速やかに昇温させて除霜実行時間の短縮が図れることに加え、加熱の際のヒータ16での熱発生量を小さくでき、除霜に係るエネルギー消費を抑えられる。
In the middle of the replacement process, the heat medium having a low temperature in the
この第一の熱媒体入替工程で、タンク17内にあった除霜用の熱媒体が熱交換器10に全て入り、熱交換器10内にあった熱媒体がタンク17に全て入り、熱媒体が入れ替わったことを温度センサ17eでの温度変化検出により取得したら、制御部19は、引き続いて熱媒体循環工程を実行する。
In this first heat medium replacement step, all the defrosting heat medium in the
この熱媒体循環工程として、制御部19は、接続切替用制御弁13f、13gを開放、接続切替用制御弁13e、13hを閉止し、管路を、熱媒体が接続切替用管路13cと、タンク迂回管路としての接続切替用管路13bをそれぞれ通り、熱媒体がタンク17に流入出しない状態(除霜用接続状態)に切り替える。これにより、除霜用の熱媒体が熱交換器10に流通しつつ、タンク17が含まれない除霜用管路部13を循環する状態が継続する(図6参照)。この状態では、ヒータで加熱され昇温した除霜用の熱媒体を熱交換器10に流入させて、熱交換器10に付着した霜を溶かして除去する除霜が進行していく。
As this heat medium circulation step, the
この熱媒体循環工程では、除霜用の熱媒体をタンク17に通さないようにする一方、当初熱交換器10にあった温度の低い熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)を、タンク17に貯留したままとして、熱交換器10に流通させる熱媒体としては用いず、且つ除霜を終えて熱交換器10を出た熱媒体とも一切混合させないことから、除霜用としてヒータ16での加熱対象とする熱媒体が温度の低いものとなることを防止でき、除霜に際して、従来の循環管路流通時と同様に温度の低い熱媒体を加熱する場合に比べて、ヒータでの加熱開始時の熱媒体温度が高くなる。こうして熱媒体加熱のためにヒータ16が過剰に熱を発生させずに済む分、ヒータ16の熱発生容量を小さく抑えられ、ヒータ16の設置に係るコスト抑制が図れる。また、熱媒体加熱のためのヒータ使用を必要最小限にとどめられ、除霜の省エネルギー化が図れる。
In this heat medium circulation step, the heat medium for defrosting is not passed through the
以上の熱媒体循環工程における熱媒体の循環で、熱交換器10の除霜が進み、センサ18が着霜状態を検出しなくなった時、又は、熱交換器10で霜の溶けた水滴を確実に流下乾燥させるために、センサ18が着霜状態を検出しなくなった時点から所定時間(例えば、5分)経過後に、制御部19は除霜完了と判断する。そして、制御部19は第二の熱媒体入替工程(図7参照)として、接続切替用制御弁13f、13hを開放、接続切替用制御弁13e、13gを閉止して、熱媒体がタンク17に流入出する状態に移行する。
By the heat medium circulation in the heat medium circulation process described above, when the defrosting of the
この時、制御部19はポンプ15の作動は継続させる一方、ヒータ16は非作動として、除霜用管路部13を通じて、タンク17内の熱媒体をヒータ16での加熱なしに熱交換器10に流入させると共に、熱交換器10内に残っていた熱媒体を、除霜用管路部13を通じてタンク17に流入させる。
At this time, the
タンク17の前後では、前記第二の管路接続状態として、接続切替用管路13b、13dが熱媒体を流通させるようにされており、タンク下部の流入出口17bからタンク17内にあった冷たい熱媒体が流出すると共に、タンク上部の流入出口17aで、熱交換器10内にあった熱媒体がタンク17内に新たに流入する。
Before and after the
こうして、タンク17内に貯留していた、当初熱交換器10内にあった温度の低い熱媒体を熱交換器10に向かわせ、熱交換器内にあった、より温度の高い除霜用の熱媒体をタンク17に流入させる際に、相対的に温度の低い熱媒体を、常にタンク17の下部から流出させる一方、相対的に温度の高い除霜用熱媒体を、常にタンク17の上部から流入させている。これにより、前記第一の熱媒体入替工程と同様、タンク17内では温度の高い熱媒体が上側に、温度の低い熱媒体が下側に位置する状態が保持され、タンク内で熱媒体の熱対流が生じにくく、熱媒体中での熱移動による熱の損失を抑えられ、タンク17に回収した除霜用の熱媒体の温度が低くなるのを防止できる。よって、タンク17に貯留されて次回以降の除霜工程で除霜に用いる熱媒体の温度が下がり過ぎず、この熱媒体のヒータ16での加熱を効率よく実行でき、除霜実行時間の短縮と、除霜に係るエネルギー消費抑制が図れる。
In this way, the low-temperature heat medium stored in the
タンク17内に貯留されていた、除霜前に熱交換器内にあった冷たい熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)が、熱交換器10に全て入り、熱交換器10内にあった除霜用の熱媒体がタンク17に全て入り、熱媒体が入れ替わったことを温度センサ17eでの温度変化検出により取得したら、制御部19は、熱媒体流通停止工程として、除霜用管路部13の除霜用制御弁14を閉止すると共に、ポンプ15の作動を停止させて、除霜用管路部13を通じての除霜用熱媒体の熱交換器10への流通を止める。
この後、循環制御弁12を開状態として熱交換器10を循環管路60に連通させ(図4参照)、通常運転状態に復帰させれば、一連の除霜工程は終了となる。
All of the cold heat medium (heat medium temperature: about −10 to −15 ° C.) stored in the
Thereafter, when the
このように、本実施形態に係る加熱塔では、循環管路60のうち熱交換器10の熱媒体入口に至る管路部分を開閉する循環制御弁12で、循環管路60から熱交換器10を切離し可能とする一方、熱交換器10に除霜用制御弁14を介して接続される除霜用管路部13を設け、この除霜用管路部13を通じて除霜用の熱媒体を熱交換器10に流入出可能とし、除霜のために、循環管路側の循環制御弁12を閉状態とすると共に、除霜用制御弁14を開放して、除霜用熱媒体を熱交換器10に流通させる状況下で、熱媒体をタンク17に流入出させる入替用接続状態と、熱媒体をタンク17に流入出させずに熱交換器10と除霜用管路部13で循環させる除霜状態とを切替可能としている。これにより、前記入替用接続状態とした除霜用管路部13で熱媒体を流動させ、タンク17と熱交換器10の熱媒体を一旦入れ替えてから、温度の低い熱媒体の入ったタンク17を除霜用熱媒体の循環経路から切り離して、熱交換器にあった温度の低い熱媒体を除霜用管路部13で除霜に用いずに済ますことができ、従来のような循環管路流通時と同様に温度の低い熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)を除霜可能な温度までヒータ16で温める必要がなくなると共に、除霜を終えて熱交換器10を出た後も所定の熱を保有する熱媒体をタンク内のより低い温度の熱媒体と混合させず、熱の損失を抑えながら、熱媒体を継続的に循環させてヒータ16で加熱可能となり、ヒータ16での熱媒体の加熱を効率化でき、熱媒体を十分に昇温させて熱交換器10に流入させられ、熱交換器10の着霜部分で、熱媒体による除霜の実行時間を短縮できる。
As described above, in the heating tower according to the present embodiment, the
また、除霜用としてヒータ16で加熱対象とする熱媒体が温度の低いものとなるのを防いで、熱媒体加熱のためにヒータ16が過剰に熱を発生させずに済む分、ヒータ16としてその熱発生容量をより小さく抑えたものを採用でき、ヒータ16の設置に係るコスト抑制が図れると共に、熱媒体加熱のためのヒータ使用を必要最小限にとどめて、除霜の省エネルギー化が図れる。
Further, the
さらに、熱交換器に対する除霜の終了後に、前記入替用接続状態としてから、除霜用管路部13で熱媒体を流動させ、タンク17に入っていた温度の低い熱媒体と、これより温度の高い熱交換器内の除霜用の熱媒体をあらためて入れ替え、除霜後も所定の熱を保有する除霜用熱媒体をタンク17に回収して、次の新たな除霜実行の際に使用できることで、後の除霜工程でもヒータ16での熱媒体の加熱を効率化でき、熱媒体を適温まで速やかに昇温させて除霜実行時間の短縮が図れる。
Further, after the defrosting of the heat exchanger is completed, after the replacement connection state, the heat medium is caused to flow in the
(本発明の第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る加熱塔を前記図8ないし図23に基づいて説明する。
前記各図に示すように、本実施形態に係る加熱塔は、前記第1の実施形態同様、密閉式の加熱塔とされる一方、異なる点として、熱交換器とファンの組合わせを三組有し、各熱交換器20、30、40を同一の循環管路60に並列に接続される複数セルタイプとされ、且つ、共通の一つの除霜用管路部23に、三つの熱交換器20、30、40が、それぞれ除霜用制御弁24、34、44を介在させつつ並列に接続され、除霜用の熱媒体を熱交換器20、30、40に択一的に流通可能とされてなり、さらに、除霜用管路部23における、熱交換器の熱媒体入口近くの管路位置と熱媒体出口近くの管路位置同士を短絡するバイパス用管路35と、このバイパス用管路35を開閉する制御弁36とを備える構成を有するものである。
(Second embodiment of the present invention)
A heating tower according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in the respective drawings, the heating tower according to the present embodiment is a sealed heating tower, as in the first embodiment. On the other hand, there are three combinations of heat exchangers and fans. Each of the
なお、加熱塔は、ファンで外気を誘引し、外気と熱媒体とを熱交換器で熱交換させる、熱交換の単位構成部分(セル)を三組有しており、これらの組ごとに、循環管路60との接続部分や除霜用管路部23との接続部分が設けられる関係で、循環制御弁22、32、42と除霜用制御弁24、34、44も複数設けられる点以外は、前記第1の実施形態同様である。すなわち、除霜用管路部23と、ポンプ25と、ヒータ26と、タンク27と、センサ28と、制御部29とを備える構成であり、より詳細な説明については省略する。この加熱塔では、複数設けられるセルに対し、従来の複数セルタイプの加熱塔と同様、1セルずつ順次除霜が実行されることとなる。
The heating tower has three sets of unit components (cells) for heat exchange that attract outside air with a fan and exchange heat between the outside air and a heat medium with a heat exchanger. A plurality of
前記バイパス用管路35は、除霜用管路部23における、熱交換器20、30、40の熱媒体入口近くの共通部分の管路位置(ヒータ26より熱交換器20に近い側)と熱媒体出口近くの共通部分の管路位置であって、且つそれぞれ熱交換器20、30、40に対し除霜用制御弁24、34、44よりも離れた側となる各管路位置間に、これらの管路位置同士を短絡するように設けられる構成である(図8参照)。このバイパス用管路35には、これを開閉する制御弁36も設けられる。
The
バイパス用管路35の制御弁36は、熱交換器20、30、40に熱媒体を流通させる場合、閉止状態とされる。一方、後述する予熱工程等で、熱媒体を熱交換器20、30、40に通すことなく除霜用管路部23で循環させる必要がある場合、制御部29の制御により、除霜用制御弁24、34、44が閉止されると共に、バイパス用管路35の制御弁36が開放されることで、除霜用管路部23で、熱媒体をバイパス用管路35経由で熱交換器20、30、40を通さずに循環させられることとなる。
The
前記制御部29は、前記第1の実施形態同様、各制御弁の開閉制御、並びに、ポンプ25及びヒータ26の作動制御を行うものであり、特に、三つの熱交換器20、30、40が設けられるのに対応して、除霜制御状態で各熱交換器ごとにタイミングをずらして循環制御弁22、32、42を開閉させると共に、共通の一つの除霜用管路部23に対し、除霜用制御弁24、34、44の開状態とするタイミングをずらすようにして、除霜用の熱媒体を熱交換器20、30、40に択一的に流通可能としている。
The
また、制御部29は、各熱交換器20、30、40ごとに、除霜用制御弁を閉じて熱交換器の除霜を行わず、且つ、循環制御弁も開じて循環管路60の熱媒体を熱交換器に流通させない、待機状態の期間を、その期間が互いに重ならないように設定する。すなわち、一つの熱交換器が待機状態にある場合、残りの二つの熱交換器は通常通り熱交換する運転状態となっている。そして、待機状態の期間に、制御部29は除霜用管路部23において予熱工程を実行させる(図10参照)。
Further, the
この予熱工程では、制御部29は、各除霜用制御弁24、34、44を閉止していずれの熱交換器20、30、40にも除霜用の熱媒体を流通させない状態を保持しつつ、接続切替用管路23b、23dの接続切替用制御弁23f、23hを開放し、且つバイパス用管路35の制御弁36を開放した上で、ポンプ25及びヒータ26を作動させ、除霜用管路部23で除霜用の熱媒体をヒータ26で加熱しつつタンク27及びバイパス用管路35を経由して循環させて、熱媒体の昇温のみを進行させる仕組みである(図12、図16、図20参照)。
In this preheating process, the
このように予熱工程として、除霜用管路部23において除霜用制御弁24、34、44を閉じ、バイパス用管路35の制御弁36を開放し、タンク27に熱媒体を流入出させられるようにした上で、ポンプ25及びヒータ26を作動させて、タンク27の熱媒体を熱交換器に通さずにバイパス用管路35に導いて、除霜用管路部23で循環させる間に、熱媒体がヒータ26で加熱されて昇温し、除霜に適した温度に到達できることから、熱交換器20、30、40に除霜用の熱媒体を通さず除霜を行わない間に、タンク27内の除霜用の熱媒体を加熱してあらかじめ十分高い温度としてから、除霜用管路部23を熱交換器に連通させて、高い温度の熱媒体を熱交換器に流通させられ、事前に温度を高くした熱媒体を熱交換器に流通させて、除霜を効率よく実行でき、除霜時間の短縮と、除霜能力増大による熱交換器閉塞の危険性低減が図れる。
As described above, as the preheating process, the defrosting
この予熱工程の場合、タンク27前後では、接続切替用管路23b、23dが熱媒体を流通させるようにされて、タンク上部の流入出口27aを、ヒータ26を通過して温められた熱媒体の流入側とすると共に、タンク下部の流入出口27bを新たにヒータ26に向かう熱媒体の流出側とする、第二の管路接続状態とされる。
In the case of this preheating process, the
こうして、ヒータ26で温められて相対的に温度の高い状態にある除霜用熱媒体を、常にタンク27の上部で流入させる一方、ヒータ26で温められる前の、相対的に温度の低い当初タンク27内にあった熱媒体を、常にタンク27の下部から流出させることで、タンク27内では温度の高い熱媒体が上側に、温度の低い熱媒体が下側に位置する状態が保持され、タンク内で熱媒体の熱対流が生じにくく、タンク内で温度の異なる熱媒体が互いに混合せず、熱媒体中での熱移動による熱の損失を抑えられ、熱媒体の昇温を効率よく実行させられる。
Thus, the defrosting heat medium heated by the
次に、本実施形態に係る加熱塔での除霜方法について説明する。前記第1の実施形態同様、加熱塔の通常運転時(図8参照)、いずれかの熱交換器における状況変化をセンサ28により検出し、検出結果が除霜に係る所定の条件を満たすようになった場合、制御部29は熱交換器が着霜したと判定して、除霜工程を実行開始する。ただし、制御部29は、全ての熱交換器に対し順次除霜工程を実行し、且つ除霜実行の前に予熱工程を実行して除霜用の熱媒体温度を高めることを可能にするため、着霜直前や着霜初期の段階を検出して、早めに除霜工程の開始を決定するように設定される。この他、制御部29は、外気温センサ(図示を省略)により取得した外気温があらかじめ設定された温度以下となった場合に、熱交換器が着霜する状況に至ったと判定し、除霜工程を実行開始するようにしてもよい。
Next, the defrosting method in the heating tower which concerns on this embodiment is demonstrated. As in the first embodiment, during normal operation of the heating tower (see FIG. 8), a change in status in any of the heat exchangers is detected by the
着霜状態把握後、制御部29は、まず最初に、待機状態とするようあらかじめ設定された第三の熱交換器40について、循環管路60における熱交換器40近傍の循環制御弁42を閉止し、熱交換器40への熱媒体の循環管路60を通じた流通を停止させる(図11参照)。この時、加熱塔の他の熱交換器20、30には循環管路60を通じて熱媒体が流通しており、加熱塔は二つの熱交換器20、30を用いた運転状態となっている。
After grasping the frost formation state, the
続いて制御部29は、予熱工程(図12参照)として、通常運転状態で閉じられていた除霜用管路部23の除霜用制御弁24、34、44についてはそのままの状態を維持して、まずバイパス用管路35の制御弁36を開放する。加えて、接続切替用制御弁23f、23hを開放、接続切替用制御弁23e、23gを閉止状態とする。そして、制御部29はポンプ25及びヒータ26を作動させ、除霜用管路部23で除霜用の熱媒体をヒータ26で加熱しつつタンク27及びバイパス用管路35を経由して、熱交換器20、30、40を通すことなく循環させて、タンク27に貯留される熱媒体全量を昇温させる。
Subsequently, as a preheating step (see FIG. 12), the
この予熱工程は、熱交換器40の待機状態としてあらかじめ設定された期間の間、継続され(図10参照)、除霜用管路部23を流れる熱媒体は所定温度(例えば、約15ないし30℃、好ましくは約20℃)まで昇温することとなる。
This preheating step is continued for a period set in advance as a standby state of the heat exchanger 40 (see FIG. 10), and the heat medium flowing through the defrosting
制御部29は、最初の第三の熱交換器40の待機状態の期間が終了したら、除霜用管路部23の除霜用制御弁44を閉じたまま、循環管路60における熱交換器40近傍の循環制御弁42を開放し、熱交換器40に循環管路60を通じて熱媒体を流通させる。同時に、予熱工程も終了として、バイパス用管路35の制御弁36を閉止する。一方、制御部29は、新たに第一の熱交換器20で除霜工程を開始させる。こうして第一の熱交換器20で除霜工程を進めつつ、第三の熱交換器40では循環管路60の熱媒体を流通させて熱交換させる状態に移行させることで、加熱塔は二つの熱交換器30、40を用いた運転状態となっている。
When the standby period of the first
第一の熱交換器20の除霜工程は、先の第三の熱交換器40の待機状態の期間と重なる予熱工程で温度を高めた除霜用熱媒体を利用する点以外は、前記第1の実施形態と同様である。すなわち、制御部29は、まず第一の熱媒体入替工程(図13参照)として、循環管路60の循環制御弁22を閉止し、熱交換器20への熱媒体の循環管路60を通じた流通を停止させると共に、除霜用管路部23の除霜用制御弁24を開放し、除霜用管路部23を熱交換器20の熱媒体入口及び出口にそれぞれ連通状態として、除霜用熱媒体を熱交換器20に対し流通可能とする。
The defrosting process of the
そして、制御部29は、接続切替用制御弁23e、23gを開放して、熱媒体がタンク27に流入出可能な状態(入替用接続状態)とする。この時、接続切替用管路23b、23dの接続切替用制御弁23f、23hは閉止状態として、熱媒体の流れが分岐、合流せず一方向となるようにしておく。先の予熱工程と同様にポンプ25及びヒータ26が作動することで、除霜用管路部23で熱媒体が流通して、既に温められたタンク27内の熱媒体をヒータ26でさらに加熱しながら熱交換器20に流入させると共に、熱交換器20内に残っていた、より冷たい熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)を、除霜用管路部23を通じてタンク27に流入させる。
Then, the
前記第1の実施形態同様、タンク27内にあった除霜用の熱媒体が熱交換器20に全て入り、熱交換器20内にあった熱媒体がタンク27に全て入り、熱媒体が入れ替わったことを温度センサ27eでの温度変化検出により取得したら、制御部29は、引き続いて熱媒体循環工程を実行する。
As in the first embodiment, all of the defrosting heat medium in the
制御部29は、熱媒体循環工程として、前記第1の実施形態と同様に、接続切替用制御弁23f、23gを開放、接続切替用制御弁23e、23hを閉止し、管路を、熱媒体が接続切替用管路23cと接続切替用管路23bをそれぞれ通り、熱媒体がタンク27に流入出しない状態(除霜用接続状態)に切り替える。これにより、除霜用の熱媒体が熱交換器20に流通しつつ、タンク27が含まれない除霜用管路部23を循環する状態が継続する(図14参照)。この状態では、ヒータ26で加熱され昇温した除霜用の熱媒体を熱交換器20に流入させて、熱交換器20での除霜が進行していく。
As in the first embodiment, the
熱媒体の循環で、熱交換器20の除霜が進み、あらかじめ設定された、熱交換器20で霜が十分除去されたと見込める所定時間(例えば、60分)が経過したら、制御部29は熱媒体循環工程終了とし、引き続いて第二の熱媒体入替工程(図15参照)として、あらためて接続切替用制御弁23f、23hを開放、接続切替用制御弁23e、23gを閉止して、熱媒体がタンク27に流入出する状態に移行する。
When the defrosting of the
この時、制御部29はポンプ25の作動は継続させる一方、ヒータ26は非作動として、除霜用管路部23を通じて、タンク27内の熱媒体を熱交換器20に流入させると共に、熱交換器20内に残っていた除霜用の熱媒体を、除霜用管路部23を通じてタンク27に流入させる。
At this time, the
熱交換器20を含む除霜用管路部23の経路に残る、除霜に使用した熱媒体は、ヒータ26による加熱と除霜時の放熱を経ながら循環し、最終的には循環管路60の熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)より若干温度の高い状態(例えば、熱媒体温度は約2ないし6℃、好ましくは約3℃)となっている。こうした熱媒体をタンク27内の当初熱交換器20にあった冷たい熱媒体と入れ替える形で、タンク27に回収することで、次の予熱工程で熱媒体をヒータで温める際に、より温度の高い状態を開始点として、効率よく除霜に適した温度まで昇温させることができ、従来のように、除霜した後で熱交換器内に存在する熱媒体を、熱交換器に残したまま運転状態に移行して、循環管路を循環する熱媒体の一部として用いる場合のように、熱媒体の保有する熱が有効利用されずに廃棄される状態となることを避けられ、熱媒体の熱を最大限有効に活用できる。
The heat medium used for defrosting that remains in the path of the defrosting
タンク27内に貯留されていた、除霜前に熱交換器内にあった冷たい熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)が、熱交換器20に全て入り、熱交換器20内にあった除霜用の熱媒体がタンク27に全て入り、熱媒体が入れ替わったことを温度センサ27eでの温度変化検出により取得したら、制御部29は、熱媒体流通停止工程として、除霜用管路部23の除霜用制御弁24を閉止すると共に、ポンプ25の作動を停止させて、除霜用管路部23を通じての除霜用熱媒体の熱交換器20への流通を止める。
All of the cold heat medium (heat medium temperature: about −10 to −15 ° C.) stored in the
こうして、第一の熱交換器20は、一連の除霜工程を終えて、除霜を行わず、且つ、循環管路60の熱媒体も流通させない待機状態に移行する(図10参照)。そして、制御部29は、熱交換器20が待機状態にある期間に、除霜用管路部23において前記同様に予熱工程を実行させる。
Thus, the
予熱工程(図16参照)では、前記同様、除霜用管路部23で、除霜用の熱媒体をヒータ26で加熱しつつ、タンク27及びバイパス用管路35を経由して熱交換器20、30、40を通すことなく循環させ、除霜用管路部23を流れる熱媒体が前記所定温度まで昇温した状態を得ることとなる。
In the preheating step (see FIG. 16), the heat exchanger for defrosting is heated by the
第一の熱交換器20のあらかじめ設定された待機状態の期間が終了したら、前記第三の熱交換器40の場合と同様、制御部29は、循環管路60における循環制御弁22を開放し、熱交換器20に循環管路60を通じて熱媒体を流通させると同時に、予熱工程も終了させる。その一方、制御部29は新たに第二の熱交換器30で除霜工程を開始させる。こうして第二の熱交換器30で除霜工程を進めつつ、第一の熱交換器20では循環管路60の熱媒体を流通させて熱交換させる状態に移行させることで、加熱塔は二つの熱交換器20、40を用いた運転状態となっている。
When the preset standby state period of the
第二の熱交換器30の除霜工程は、先の第一の熱交換器20の待機状態の期間と重なる予熱工程で温度を高めた除霜用熱媒体を利用して行われる。制御部29は、まず第一の熱媒体入替工程(図17参照)として、循環管路60の循環制御弁32を閉止し、熱交換器30への熱媒体の循環管路60を通じた流通を停止させると共に、除霜用管路部23の除霜用制御弁34を開放し、除霜用管路部23を熱交換器30の熱媒体入口及び出口にそれぞれ連通状態として、除霜用熱媒体を熱交換器30に対し流通可能とする。
The defrosting process of the
そして、前記第一の熱交換器20の除霜工程の場合と同様に、制御部29は熱媒体がタンク27に流入出可能な状態で、除霜用管路部23に熱媒体を流通させ、既に温められたタンク27内の熱媒体をヒータ26でさらに加熱しながら熱交換器30に流入させると共に、熱交換器30内に残っていた、より冷たい熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)を、除霜用管路部23を通じてタンク27に流入させる。
Then, as in the case of the defrosting step of the
この後も、前記第一の熱交換器20の除霜工程の場合と同様、タンク27内にあった除霜用の熱媒体が熱交換器30に全て入り、熱交換器30内にあった熱媒体がタンク27に全て入ったら、制御部29は、熱媒体循環工程を実行して、除霜用の熱媒体が熱交換器30に流通しつつ、タンク27が含まれない除霜用管路部23を循環する状態(図18参照)を継続させ、ヒータ26で加熱され昇温した除霜用の熱媒体で熱交換器30での除霜を進めていく。
After this, as in the case of the defrosting process of the
そして、あらかじめ設定された、熱交換器30で霜が十分除去されたと見込める所定時間(例えば、60分)が経過したら、前記熱交換器20の除霜工程の場合と同様に、制御部29は熱媒体循環工程終了とし、引き続いて第二の熱媒体入替工程として、熱媒体がタンク27に流入出する状態とし、除霜用管路部23を通じて、タンク27内の熱媒体を熱交換器30に流入させると共に、熱交換器30内に残っていた除霜用の熱媒体を、除霜用管路部23を通じてタンク27に流入させる(図19参照)。
And if the predetermined time (for example, 60 minutes) which can anticipate that the frost was fully removed with the
タンク27内に貯留されていた冷たい熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)が熱交換器30に全て入り、熱交換器30内にあった除霜用の熱媒体がタンク27に全て入ったら、制御部29は、熱媒体流通停止工程として、除霜用管路部23の除霜用制御弁34を閉止すると共に、ポンプ25の作動を停止させて、除霜用管路部23を通じての除霜用熱媒体の熱交換器30への流通を止める。
All of the cold heat medium (heat medium temperature: about −10 to −15 ° C.) stored in the
こうして、第二の熱交換器30は、前記第一の熱交換器20の場合と同様、一連の除霜工程を終え、除霜を行わず、且つ、循環管路60の熱媒体も流通させない待機状態に移行する(図10参照)。そして、制御部29は、第二の熱交換器30が待機状態にある期間に、除霜用管路部23において前記同様に予熱工程を実行させる。
Thus, as in the case of the
この予熱工程(図20参照)でも、前記同様、除霜用管路部23で、除霜用の熱媒体をヒータ26で加熱しつつ、タンク27及びバイパス用管路35を経由して熱交換器20、30、40を通すことなく循環させ、除霜用管路部23を流れる熱媒体が前記所定温度まで昇温した状態を得ることとなる。
Also in this preheating step (see FIG. 20), heat is exchanged through the
第二の熱交換器30のあらかじめ設定された待機状態の期間が終了したら、前記第一の熱交換器20の場合と同様、制御部29は、循環管路60における循環制御弁32を開放し、熱交換器30に循環管路60を通じて熱媒体を流通させると同時に、予熱工程も終了させる。その一方、制御部29は新たに第三の熱交換器40で除霜工程を開始させる。こうして第三の熱交換器40で除霜工程を進めつつ、第二の熱交換器30では循環管路60の熱媒体を流通させて熱交換させる状態に移行させることで、加熱塔は二つの熱交換器20、30を用いた運転状態となっている。
When the preset standby period of the
第三の熱交換器40の除霜工程は、先の第二の熱交換器30の待機状態の期間と重なる予熱工程で温度を高めた除霜用熱媒体を利用して行われる。制御部29は、まず第一の熱媒体入替工程(図21参照)として、循環管路60の循環制御弁42を閉止し、熱交換器40への熱媒体の循環管路60を通じた流通を停止させると共に、除霜用管路部23の除霜用制御弁44を開放し、除霜用管路部23を熱交換器40の熱媒体入口及び出口にそれぞれ連通状態として、除霜用熱媒体を熱交換器40に対し流通可能とする。
The defrosting process of the
そして、前記熱交換器20、30の除霜工程の場合と同様に、制御部29は熱媒体がタンク27に流入出可能な状態で、除霜用管路部23に熱媒体を流通させ、既に温められたタンク27内の熱媒体をヒータ26でさらに加熱しながら熱交換器40に流入させると共に、熱交換器40内に残っていた、より冷たい熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)を、除霜用管路部23を通じてタンク27に流入させる。
And similarly to the case of the defrosting process of the
この後も、前記熱交換器20、30の除霜工程の場合と同様、タンク27内にあった除霜用の熱媒体が熱交換器40に全て入り、熱交換器40内にあった熱媒体がタンク27に全て入ったら、制御部29は、熱媒体循環工程を実行して、除霜用の熱媒体が熱交換器40に流通しつつ、タンク27が含まれない除霜用管路部23を循環する状態(図22参照)を継続させ、ヒータ26で加熱され昇温した除霜用の熱媒体で熱交換器40での除霜を進めていく。
After that, as in the case of the defrosting process of the
そして、あらかじめ設定された、熱交換器40で霜が十分除去されたと見込める所定時間(例えば、60分)が経過したら、前記熱交換器20、30の除霜工程の場合と同様に、制御部29は熱媒体循環工程終了とし、引き続いて第二の熱媒体入替工程として、熱媒体がタンク27に流入出する状態とし、除霜用管路部23を通じて、タンク27内の熱媒体を熱交換器40に流入させると共に、熱交換器40内に残っていた除霜用の熱媒体を、除霜用管路部23を通じてタンク27に流入させる(図23参照)。
And if the predetermined time (for example, 60 minutes) which can be estimated that the frost was fully removed with the
タンク27内に貯留されていた冷たい熱媒体(熱媒体温度:約−10ないし−15℃)が熱交換器40に全て入り、熱交換器40内にあった除霜用の熱媒体がタンク27に全て入ったら、制御部29は、熱媒体流通停止工程として、除霜用管路部23の除霜用制御弁44を閉止すると共に、ポンプ25の作動を停止させて、除霜用管路部23を通じての除霜用熱媒体の熱交換器40への流通を止める。
All of the cold heat medium (heat medium temperature: about −10 to −15 ° C.) stored in the
こうして、第三の熱交換器40は、前記熱交換器20、30の場合と同様、一連の除霜工程を終え、除霜を行わず、且つ、循環管路60の熱媒体も流通させない待機状態に移行する(図10参照)。そして、制御部29は、第三の熱交換器40が待機状態にある期間に、前記同様に除霜用管路部23において予熱工程を実行させる(図10、図12参照)。
Thus, as in the case of the
これ以降、前記第三の熱交換器40の待機状態から、各熱交換器20、30、40の、待機状態及び予熱工程を挟みながらの除霜工程の順次実行までの、一連のサイクルが一又は複数回繰り返されることとなる(図10参照)。この加熱塔では、除霜が行われる中、常にいずれかの熱交換器が循環管路60に連通して熱媒体を流通させ、熱交換を行って運転状態を維持することができる。
Thereafter, a series of cycles from the standby state of the
このサイクルの繰り返しが、全ての熱交換器20、30、40で霜が確実に除去されて問題のない状態に至ったと見込める、あらかじめ設定された回数分なされたら、制御部29は、加熱塔での除霜完了として、第三の熱交換器40での除霜工程終了後、循環管路60における熱交換器40近傍の循環制御弁42を開放し、熱交換器40への熱媒体の循環管路60を通じた流通を再開させて、加熱塔の全ての熱交換器20、30、40に循環管路60を通じて熱媒体を流通させて、加熱塔を三つの熱交換器20、30、40を用いた通常運転状態(図8参照)に復帰させることとなる。
When this cycle is repeated for a preset number of times that it is expected that the frost has been reliably removed in all of the
このように、本実施形態に係る加熱塔では、循環管路60に複数の熱交換器20、30、40が接続される場合で、これら各熱交換器が、共通の一つの除霜用管路部23を用いて熱交換器に対し択一的に除霜実行可能とされると共に、熱媒体を熱交換器に流通させない待機状態が、その期間を各熱交換器20、30、40で互いに重ならないようにして各々設定され、且つこの待機状態の期間に予熱工程を実行して、複数の熱交換器に対する除霜が、所定の一熱交換器が待機状態から運転状態に移行すると、この一熱交換器の待機状態の期間と重なる予熱工程で温められた除霜用熱媒体を利用して、他の熱交換器が除霜工程を実行し、次いでこの除霜工程を終えた他の熱交換器が待機状態に移行し、並行して新たな予熱工程が実行される、という一連の工程の繰り返しで実行され、熱交換器ごとに時間をずらしつつ、直前の予熱工程を経た除霜用熱媒体を用いて除霜がそれぞれ実行されることから、ある熱交換器が待機状態にある間に、タンク27内の除霜用の熱媒体を加熱してあらかじめ十分高い温度としてから、次の所定の熱交換器の除霜工程で、高い温度の熱媒体を熱交換器に流通させられ、除霜を効率よく実行でき、除霜時間の短縮と、除霜能力増大による熱交換器閉塞の危険性低減が図れる。また、予熱工程ではタンク27の熱媒体がバイパス用管路35を通り、熱交換器を通らない分、熱損失を抑えて無理なく熱媒体温度を高めることができ、より高温の熱媒体を効率よく得て、後の除霜工程で有効活用でき、複数の熱交換器における除霜の効率を全体的に向上させられる。
Thus, in the heating tower according to the present embodiment, when a plurality of
さらに、予熱工程で温めた熱媒体をタンク27に貯留し、次の新たな熱交換器への除霜実行の際に使用するようにして、この除霜の際にヒータ26での熱媒体の加熱を効率化でき、各熱交換器20、30、40の除霜ごとの、熱媒体加熱のためのヒータ26の熱発生量を抑えられ、ヒータ使用に係るエネルギー消費を抑制できる。
Further, the heat medium warmed in the preheating process is stored in the
なお、前記第1及び第2の各実施形態に係る加熱塔においては、除霜に係る各機構の適用対象を、熱媒体の加熱機能のみ備える単機能タイプの加熱塔としているが、これに限らず、必要に応じて熱媒体の冷却も行える冷却塔との兼用タイプ、すなわち加熱冷却塔を適用対象として、前記実施形態同様に除霜を行える構成とすることもできる。 In addition, in the heating tower which concerns on each said 1st and 2nd embodiment, although the application object of each mechanism which concerns on a defrost is made into the single function type heating tower provided only with the heating function of a heat medium, it is not restricted to this. In addition, it is also possible to adopt a configuration in which defrosting can be performed in the same manner as in the above-described embodiment, with a cooling tower that can also cool the heat medium as necessary, that is, a heating / cooling tower as an application target.
また、前記第1及び第2の各実施形態に係る加熱塔において、タンク17、27は、相対的に温度の高い熱媒体を、常にタンクの上部で流出入させる一方、相対的に温度の低い熱媒体を、常にタンクの下部で流入出させることに加え、タンク上下での熱媒体の流入量と流出量を等しくされ、さらに、熱媒体をタンク内領域に対し緩やかに出入りさせてタンク内で噴流を生じさせず、タンク内部を流入出に伴って移動する熱媒体が、温度成層をなす状態を維持したまま上方又は下方に一様に移動可能な構造とされる構成としているが、この他、タンク内に柔軟性のある隔膜(ダイヤフラム、ブラダー)のような高温領域と低温領域とを隔離する仕切りを設けて、タンク下部から流入出させる相対的に低い温度の熱媒体と、タンク上部から流入出させる相対的に高い温度の熱媒体とが、タンク内で混合しないようにする構成とすることもでき、温度の異なるものが混合することによる熱損失を避けられる。また、タンク内の熱媒体温度の異なる部分を物理的に隔離してそもそも混合を生じさせないことで、タンクへの流入出時に熱媒体の流れがタンク内で乱れないようにするといった特別な配慮が不要となり、熱媒体の入替速度を速くすることができ、除霜を迅速に実行できる。
In the heating towers according to the first and second embodiments, the
1 加熱塔
10、20 熱交換器
11 ファン
12、22 循環制御弁
13、23 除霜用管路部
13a、13b、13c、13d 接続切替用管路
13e、13f、13g、13h 接続切替用制御弁
14、24 除霜用制御弁
15、25 ポンプ
16、26 ヒータ
17、27 タンク
17a、17b 流入出口
17c 分散管
17d 孔
17e 温度センサ
18、28 センサ
19、29 制御部
23a、23b、23c、23d 接続切替用管路
23e、23f、23g、23h 接続切替用制御弁
27a、27b 流入出口
27e 温度センサ
30、40 熱交換器
32、42 循環制御弁
34、44 除霜用制御弁
35 バイパス用管路
36 制御弁
60 循環管路
70 熱利用装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記各熱交換器に接続され、蒸発器である熱利用装置との間で熱媒体を循環させる循環管路における、少なくとも各熱交換器の入口部分上流側近傍にそれぞれ配設されて、前記循環管路から各熱交換器への熱媒体の流入と非流入とを各熱交換器ごとに切替え可能とする複数の循環制御弁と、
前記各熱交換器における熱媒体入口近くの所定箇所及び熱媒体出口近くの所定箇所にそれぞれ接続され、除霜用の熱媒体を各熱交換器に流通可能とする除霜用管路部と、
当該除霜用管路部における各熱交換器との接続位置近傍にそれぞれ配設され、除霜用管路部と熱交換器間での、除霜用の熱媒体の流通状態と非流通状態とを切替え可能とする複数の除霜用制御弁と、
当該除霜用管路部に配設され、除霜用の熱媒体を加圧して管路内で所定方向に熱媒体が流れる状態とするポンプと、
前記除霜用管路部に配設され、熱媒体を加熱する前記加熱手段としてのヒータと、
前記除霜用管路部に配設され、熱交換器の熱媒体容量と同じ容量で熱媒体を流入出可能に貯留するタンクと、
前記除霜用管路部における、各熱交換器の熱媒体入口近くの管路位置と熱媒体出口近くの管路位置であって、且つそれぞれ熱交換器に対し除霜用制御弁よりも離れた側となる各管路位置同士を短絡するバイパス用管路と、
当該バイパス用管路を開閉する制御弁と、
前記各制御弁の切替制御並びに前記ポンプ及びヒータの作動制御を行う制御部とを備え、
前記各熱交換器は、前記循環管路に並列に接続されると共に、共通の一つの前記除霜用管路部にそれぞれ除霜用制御弁を介在させつつ並列に接続され、除霜用の熱媒体を熱交換器に択一的に流通可能とされ、
前記除霜用管路部は、タンクの前後の管路間にそれぞれ接続されて熱媒体をタンクに通さず流通させるタンク迂回管路を設けられると共に、タンク迂回管路を開閉し、且つタンク迂回管路の開状態でタンクの流入出口側へ熱媒体を流通させず、タンク迂回管路の閉状態ではタンクの流入出口側へ熱媒体を流通可能とする迂回制御弁を設けられてなり、
前記制御部が、前記循環管路の循環制御弁を閉止して循環管路を通じた熱媒体の熱交換器への流通を停止させ、且つ除霜用管路部の除霜用制御弁を開放して除霜用熱媒体を熱交換器に対し流通可能とした上で、前記迂回制御弁の開閉を制御して、熱媒体をタンクに対し流入出させつつ熱交換器と除霜用管路部に流通させる入替用接続状態と、熱媒体をタンク迂回管路に通してタンクに流入出させずに熱交換器と除霜用管路部で循環流通させる除霜用接続状態とを、切替可能とし、
さらに、前記制御部が、各熱交換器ごとに、循環管路の熱媒体を熱交換器に流通させない待機状態の期間を、当該期間が熱交換器同士で互いに重ならないように設定して、当該待機状態の期間に、各除霜用制御弁を閉止して各熱交換器に除霜用の熱媒体を流通させない状態で、前記迂回制御弁を閉止し、且つバイパス用管路の制御弁を開放すると共に、ポンプ及びヒータを作動させ、除霜用管路部で除霜用の熱媒体をヒータで加熱しつつタンク及びバイパス用管路を経由して循環させ、除霜用の熱媒体を昇温させるようにし、
前記制御部は、所定の一熱交換器の待機状態から、前記循環管路の熱媒体を前記所定の一熱交換器に流通させて熱交換させる状態とし、前記待機状態の期間を終了させると共に、前記待機状態の期間に昇温させた除霜用の熱媒体を他の熱交換器に流通させて除霜を行わせ、加えて、当該除霜の期間に引き続いて、前記他の熱交換器における待機状態の期間を新たに開始させる、という一連の制御を繰り返して、各熱交換器における除霜を、熱交換器ごとに時間をずらしつつ、それぞれ直前の待機状態の期間に昇温させた除霜用の熱媒体の流通により行わせることを
特徴とする加熱塔。 It is a hermetic heating tower that heats the heat medium circulated inside a plurality of heat exchangers that exchange heat with the outside air to raise the temperature, and the heat medium warmed by a predetermined heating means is supplied to each heat exchanger. In a heating tower that can circulate and remove frost generated in the heat exchanger,
The circulation line connected to each of the heat exchangers and circulating in the circulation line that circulates the heat medium to and from the heat utilization device that is an evaporator is disposed at least in the vicinity of the upstream side of the inlet portion of each of the heat exchangers. A plurality of circulation control valves that enable switching between inflow and non-inflow of the heat medium from the pipe line to each heat exchanger for each heat exchanger;
A defrosting conduit portion connected to a predetermined location near the heat medium inlet and a predetermined location near the heat medium outlet in each of the heat exchangers, and allowing the defrosting heat medium to flow to each heat exchanger;
Circulation state and non-circulation state of the heat medium for defrosting disposed near the connection position with each heat exchanger in the defrosting pipe section, between the defrosting pipe section and the heat exchanger A plurality of defrosting control valves that can be switched between,
A pump that is disposed in the defrosting pipe section, pressurizes the defrosting heat medium, and causes the heat medium to flow in a predetermined direction in the pipe;
A heater as the heating means that is disposed in the defrosting conduit section and heats the heat medium;
A tank that is disposed in the defrosting pipe section and stores the heat medium in a capacity that is the same as the heat medium capacity of the heat exchanger so that the heat medium can flow in and out;
In the defrosting pipe section, the pipe position near the heat medium inlet of each heat exchanger and the pipe position near the heat medium outlet, and are separated from the defrost control valve with respect to the heat exchanger, respectively. A bypass pipeline that short-circuits each pipeline location on the other side;
A control valve for opening and closing the bypass conduit;
A control unit that performs switching control of each control valve and operation control of the pump and the heater,
Each of the heat exchangers is connected in parallel to the circulation line, and is connected in parallel to each of the common defrosting line parts with a defrosting control valve interposed therebetween. The heat medium can be distributed alternatively to the heat exchanger,
The defrosting conduit portion is provided with a tank bypass conduit that is connected between the front and rear conduits of the tank so as to circulate the heat medium without passing through the tank, opens and closes the tank bypass conduit, and bypasses the tank. A bypass control valve is provided to allow the heat medium to flow to the inlet / outlet side of the tank in the closed state of the tank without passing the heat medium to the inlet / outlet side of the tank in the open state of the pipe line,
The controller closes the circulation control valve of the circulation pipe to stop the flow of the heat medium through the circulation pipe to the heat exchanger, and opens the defrost control valve of the defrost pipe Then, the defrosting heat medium can be distributed to the heat exchanger, and the opening and closing of the bypass control valve is controlled so that the heat medium flows into and out of the tank and the heat exchanger and the defrosting pipe Switching between the connection state for replacement to be circulated in the part and the connection state for defrosting to circulate and circulate in the heat exchanger and the defrosting line part without passing the heat medium through the tank bypass line and flowing into and out of the tank. Made possible
Furthermore, the control unit, for each heat exchanger, set a period of a standby state in which the heat medium of the circulation line is not circulated to the heat exchanger so that the period does not overlap each other in the heat exchangers, During the standby state, each defrost control valve is closed and the defrosting heat medium is not circulated to each heat exchanger, and the bypass control valve is closed and the bypass conduit control valve is closed. The defrosting heat medium is circulated via the tank and the bypass pipe while the pump and the heater are operated, and the defrosting heat medium is heated by the heater in the defrosting pipe section. Let the temperature rise ,
The control unit sets a state in which the heat medium in the circulation line is circulated through the predetermined one heat exchanger to perform heat exchange from a standby state of the predetermined one heat exchanger, and ends the period of the standby state. The defrosting heat medium that has been heated during the standby period is circulated to another heat exchanger to perform defrosting. In addition, following the defrosting period, the other heat exchange is performed. Repeat the series of controls to start a new standby period in the heat exchanger, and defrost in each heat exchanger while raising the temperature to the previous standby period while shifting the time for each heat exchanger. A heating tower characterized in that it is performed by circulating a heat medium for defrosting .
前記タンクが、熱媒体の流入出口を上部と下部にそれぞれ設けられ、
除霜用管路部におけるタンクから熱媒体を吸出す側の管路及びタンクに熱媒体を押込む側の管路と、タンクにおける上下の各流入出口との間に配置されて、前記各管路とタンクにおける上下の各流入出口とを連通可能とする複数の接続切替用管路と、
除霜用管路部と接続切替用管路にそれぞれ配設され、タンク上部を熱媒体流出側とすると共にタンク下部を熱媒体流入側とする第一の管路接続状態と、タンク上部を熱媒体流入側とすると共にタンク下部を熱媒体流出側とする第二の管路接続状態とを切替可能に開閉制御される複数の接続切替用制御弁とを備え、
前記制御部が、前記迂回制御弁を前記入替用接続状態とする中で、熱交換器内に残っている熱媒体を除霜用管路部を通じてタンク内に流入させ、且つタンク内のより温かい除霜用の熱媒体を熱交換器に流入させる場合には、制御部が、接続切替用制御弁を前記第一の管路接続状態が生じる開放又は閉止状態とし、また、
熱交換器内の除霜用の熱媒体を除霜用管路部を通じてタンク内に流入させ、且つタンク内のより冷たい熱媒体を熱交換器に流入させる場合には、制御部が、接続切替用制御弁を前記第二の管路接続状態が生じる開放又は閉止状態とすることを
特徴とする加熱塔。 In the heating tower according to claim 1,
The tank is provided with a heat medium inlet and outlet at the upper and lower parts, respectively;
The defrosting pipe line section is disposed between a pipe line on the side for sucking out the heat medium from the tank, a pipe line on the side for pushing the heat medium into the tank, and the upper and lower inflow / outlet ports of the tank. A plurality of connection switching pipelines that allow communication between the channel and each of the upper and lower inlet / outlet ports of the tank;
A defrosting conduit section and a connection switching conduit are disposed respectively, and a first conduit connection state in which the upper portion of the tank is a heat medium outflow side and the lower portion of the tank is a heat medium inflow side, and the upper portion of the tank is heated. A plurality of connection switching control valves that are open / close controlled so as to be switchable between a second pipe connection state in which the lower part of the tank is the heat medium outflow side and the tank lower part is provided,
While the control unit places the bypass control valve in the replacement connection state, the heat medium remaining in the heat exchanger is caused to flow into the tank through the defrosting conduit and is warmer in the tank. When the defrosting heat medium is allowed to flow into the heat exchanger, the control unit sets the connection switching control valve in an open or closed state in which the first pipe connection state occurs, and
When the heat medium for defrosting in the heat exchanger is caused to flow into the tank through the defrosting conduit and the cooler heat medium in the tank is allowed to flow into the heat exchanger, the controller switches the connection. A heating tower, wherein the control valve is in an open or closed state in which the second pipe connection state occurs.
前記タンクが、タンクにおける熱媒体の流入出に際し、流入量と流出量を等しくされると共に、タンク内部を、流入出に伴って移動する熱媒体が、温度成層をなす状態を維持したまま上方又は下方に一様に移動可能な構造とされることを
特徴とする加熱塔。 In the heating tower according to claim 2,
The inflow and outflow amounts of the tank are equalized when the heat medium flows in and out of the tank, and the heat medium moving along with the inflow and outflow is maintained upward or in a state where temperature stratification is maintained. A heating tower characterized by a structure that can move uniformly downward.
前記各熱交換器に接続され、蒸発器である熱利用装置との間で熱媒体を循環させる循環管路における、少なくとも各熱交換器の入口部分上流側近傍にそれぞれ配設した複数の循環制御弁の開閉で、前記循環管路から当該循環管路に並列に接続される各熱交換器への熱媒体の流入と非流入とを各熱交換器ごとに切替え可能にし、
前記各熱交換器における熱媒体入口近くの所定箇所及び熱媒体出口近くの所定箇所にそれぞれ所定の除霜用制御弁を介して接続される除霜用管路部を通じて、当該除霜用管路部に並列に接続される各熱交換器に対し、除霜用の熱媒体を熱交換器に択一的に流通可能とし、
前記除霜用管路部には、除霜用の熱媒体を加圧して管路内で所定方向に送給するポンプと、熱媒体を加熱するヒータと、熱交換器の熱媒体容量と同じ容量で熱媒体を流入出可能に貯留するタンクとが配設されると共に、タンクの前後の管路間にそれぞれ接続されて熱媒体をタンクに通さないタンク迂回管路が設けられ、さらに、タンク迂回管路を開閉し、且つタンク迂回管路の開状態でタンクの流入出口側へ熱媒体を流通させず、タンク迂回管路の閉状態ではタンクの流入出口側へ熱媒体を流通可能とする迂回制御弁が設けられて、当該迂回制御弁の開閉制御で、熱媒体をタンクに流入出させられる入替用接続状態と、熱媒体をタンク迂回管路に通してタンクに流入出させない除霜用接続状態とを切替使用可能とされ、
前記除霜用管路部が、各熱交換器の熱媒体入口近くの管路位置と熱媒体出口近くの管路位置であって、且つそれぞれ熱交換器に対し除霜用制御弁よりも離れた側となる各管路位置について、当該管路位置同士を短絡するバイパス用管路を有すると共に、当該バイパス用管路を開閉する制御弁を有して、バイパス用管路を経由してヒータとタンクの含まれる経路で熱媒体を循環可能とし、
前記各熱交換器に対する除霜工程として、
前記循環管路の循環制御弁を閉じて熱媒体の循環管路を通じた流通を停止させる一方、除霜用管路部の除霜用制御弁を開放状態として除霜用熱媒体を熱交換器に対し流通可能とし、且つ除霜用管路部で熱媒体をタンクに流入出させられる前記入替用接続状態で、ポンプ及びヒータを作動させ、除霜用管路部で熱媒体の流れを生じさせてタンク内の除霜用熱媒体を熱交換器に入れると共に、熱交換器内に残る冷たい熱媒体を除霜用管路部を通じてタンクに流入させる第一の熱媒体入替工程と、
タンク内にあった除霜用熱媒体が熱交換器に存在していた冷たい熱媒体と全て入れ替わったら、除霜用管路部で熱媒体をタンク迂回管路に通してタンクに出入りさせない前記除霜用接続状態に移行して、除霜用熱媒体がヒータで加熱されつつ熱交換器と除霜用管路部を循環して除霜を実行する熱媒体循環工程と、
熱交換器が除霜完了と見なせる状態に達したら、除霜用管路部で熱媒体をタンクに流入出させられる前記入替用接続状態に移行し、且つヒータを非作動状態とし、タンク内の冷たい熱媒体をタンクから出して熱交換器に入れると共に、熱交換器内の除霜用熱媒体を除霜用管路部を通じてタンクに流入させる第二の熱媒体入替工程と、
タンク内にあった冷たい熱媒体が熱交換器に存在していた熱媒体と全て入れ替わったら、除霜用管路部の除霜用制御弁を閉止状態とすると共にポンプの作動を停止して、熱媒体の除霜用管路部を通じた流通を停止させる熱媒体流通停止工程とを含み、
各熱交換器ごとに、循環管路の熱媒体を熱交換器に流通させない待機状態の期間を、期間が互いに重ならないように設定し、当該待機状態の期間に、前記除霜工程に先立つ予熱工程として、除霜用制御弁を閉止すると共にバイパス用管路の制御弁を開放した状態で、ポンプ及びヒータを作動させ、除霜用管路部で除霜用の熱媒体をヒータで加熱しつつタンク及びバイパス用管路を通じて循環させて、熱媒体の昇温のみ実行し、
所定の一熱交換器の待機状態の期間が終了して、循環管路の熱媒体を熱交換器に流通させて熱交換させる運転状態に移行すると、他の熱交換器が前記除霜工程を開始し、前記所定の一熱交換器の待機状態の期間と重なる予熱工程で温度を高めた除霜用熱媒体を利用しつつ除霜を実行し、
除霜工程の終了後、前記他の熱交換器が待機状態に移行すると共に、並行して予熱工程が実行され、以降、前記各工程が繰り返されて、各熱交換器の除霜工程が熱交換器ごとに時間をずらしつつ、それぞれ直前の予熱工程で温度を高められた除霜用熱媒体により実行されることを
特徴とする加熱塔の除霜方法。 A sealed heating tower that heats the heat medium circulated inside a plurality of heat exchangers that exchange heat with the outside air and heats the heat medium that has been heated to each heat exchanger. In the defrosting method of the heating tower that removes frost generated in the exchanger ,
A plurality of circulation controls respectively disposed in the vicinity of the upstream side of the inlet portion of each heat exchanger in a circulation line connected to each heat exchanger and circulating a heat medium to and from a heat utilization device that is an evaporator By opening and closing the valve, it is possible to switch between inflow and non-inflow of the heat medium from the circulation line to each heat exchanger connected in parallel to the circulation line for each heat exchanger,
Through the defrosting conduit section connected to a predetermined location near the heat medium inlet and a predetermined location near the heat medium outlet in each heat exchanger via a predetermined defrosting control valve, the defrosting pipeline. For each heat exchanger connected in parallel to the section, the heat medium for defrosting can be selectively distributed to the heat exchanger,
The defrosting conduit section is the same as the heat medium capacity of the heat exchanger, a pump that pressurizes the defrosting heat medium and feeds it in a predetermined direction in the duct, a heater that heats the heat medium, and the heat exchanger A tank for storing the heat medium in a capacity so as to be able to flow in and out, and a tank bypass pipe that is connected between the pipes before and after the tank and does not pass the heat medium through the tank. Opens and closes the bypass line and does not flow the heat medium to the inlet / outlet side of the tank when the tank bypass line is open, and allows the heat medium to flow to the inlet / outlet side of the tank when the tank bypass line is closed. A detour control valve is provided, and switching control for opening and closing the detour control valve allows the heat medium to flow into and out of the tank, and defrosting to prevent the heat medium from flowing into and out of the tank through the tank detour pipe line The connection status can be switched and used.
The defrosting pipe sections are located near the heat medium inlet of each heat exchanger and the pipe position near the heat medium outlet, and are separated from the defrost control valve with respect to the heat exchanger, respectively. For each pipeline position on the other side, it has a bypass pipeline that short-circuits the pipeline locations and has a control valve that opens and closes the bypass pipeline, and a heater via the bypass pipeline The heat medium can be circulated through the path that contains the tank,
As a defrosting process for each heat exchanger,
The circulation control valve of the circulation line is closed to stop the flow of the heat medium through the circulation line, while the defrosting control valve of the defrosting line part is opened to remove the defrosting heat medium from the heat exchanger. In the replacement connection state in which the heat medium is allowed to flow into and out of the tank in the defrosting pipe section, the pump and the heater are operated, and the heat medium flows in the defrosting pipe section. And a first heat medium replacement step in which the defrosting heat medium in the tank is put into the heat exchanger and the cold heat medium remaining in the heat exchanger flows into the tank through the defrosting pipe line part,
When all the defrosting heat medium in the tank has been replaced with the cold heat medium existing in the heat exchanger, the heat medium is not passed through the tank detour pipe in the defrosting pipe section so that it does not enter or leave the tank. Transition to the frost connection state, a heat medium circulation step of performing defrosting by circulating the heat exchanger and the defrosting conduit while the defrosting heat medium is heated by the heater,
When the heat exchanger reaches a state where defrosting is completed, the heat transfer medium is transferred to the tank through the defrosting conduit, and the heater is deactivated. A second heat medium replacement step of taking out the cold heat medium from the tank and putting it in the heat exchanger, and causing the defrost heat medium in the heat exchanger to flow into the tank through the defrost pipe line,
When the cold heat medium in the tank is completely replaced with the heat medium present in the heat exchanger, the defrosting control valve of the defrosting conduit is closed and the pump operation is stopped. A heat medium flow stopping step for stopping the flow of heat medium through the defrosting pipe line part,
For each heat exchanger, a standby period in which the heat medium in the circulation line is not circulated to the heat exchanger is set so that the periods do not overlap each other, and preheating prior to the defrosting step is performed in the standby period. As a process, with the defrosting control valve closed and the bypass conduit control valve opened, the pump and heater are operated, and the defrosting conduit is heated with the heater. While circulating through the tank and bypass pipe, only the heating medium is heated,
When the period of the standby state of the predetermined one heat exchanger is completed and the operation mode is changed to the operation state in which the heat medium in the circulation pipe is passed through the heat exchanger and heat exchange is performed, the other heat exchanger performs the defrosting step. Start and perform defrosting while using the defrosting heat medium whose temperature has been increased in the preheating step overlapping the period of the standby state of the predetermined one heat exchanger,
After completion of the defrosting process, the other heat exchanger shifts to a standby state, and a preheating process is executed in parallel. Thereafter, the processes are repeated, and the defrosting process of each heat exchanger is heated. A defrosting method for a heating tower , which is executed by a defrosting heat medium whose temperature is increased in the immediately preceding preheating step while shifting the time for each exchanger .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015021413A JP6498461B2 (en) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Heating tower and defrosting method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015021413A JP6498461B2 (en) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Heating tower and defrosting method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016142513A JP2016142513A (en) | 2016-08-08 |
JP6498461B2 true JP6498461B2 (en) | 2019-04-10 |
Family
ID=56568613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015021413A Active JP6498461B2 (en) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Heating tower and defrosting method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6498461B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106958964A (en) * | 2017-03-07 | 2017-07-18 | 杭州三花家电热管理***有限公司 | Heat pump and its control method and the water heater with the heat pump |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54102750U (en) * | 1977-12-29 | 1979-07-19 | ||
JPS63318455A (en) * | 1987-06-23 | 1988-12-27 | 株式会社竹中工務店 | Heat pump |
JPH02298780A (en) * | 1989-05-12 | 1990-12-11 | Shikoku Dock Kk | Defrosting method for refrigerating facility |
JP4539665B2 (en) * | 2007-02-28 | 2010-09-08 | ダイキン工業株式会社 | Cold / hot water circulation system for printing press and its cold / hot water circulation method |
-
2015
- 2015-02-05 JP JP2015021413A patent/JP6498461B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016142513A (en) | 2016-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5713536B2 (en) | Heat pump water heater | |
US20170153050A1 (en) | Air conditioner | |
JP2019015498A (en) | Defrosting device of heat exchanger and defrosting method | |
JP5484289B2 (en) | Engine cooling water circulation system for testing | |
JP6671009B2 (en) | Air conditioner | |
KR20130115123A (en) | Heating system | |
JP7377116B2 (en) | Vehicle air conditioner | |
JP2010025440A (en) | Air conditioning system | |
JP6498461B2 (en) | Heating tower and defrosting method thereof | |
CN104949318A (en) | Heat exchanger, air conditioner system and heat exchange method | |
CN202835785U (en) | Heat pump water heater capable of preventing cold water from flowing out in defrosting state | |
JP5383409B2 (en) | Ice storage type heat source device | |
JP2008281282A (en) | Water heater | |
JP2016075262A (en) | Exhaust heat recovery system | |
CN104236142A (en) | Anti-freezing method of fused salt solar heat absorber emptying and exhausting pipeline | |
JP4700371B2 (en) | Defrosting method for heating tower | |
JP2004251593A (en) | Heat storage type hot-water supply apparatus | |
CN110160249A (en) | Heat-exchanging component and air-conditioner set | |
JP5166840B2 (en) | Heat pump system | |
JP2023513827A (en) | air conditioner | |
CN209581083U (en) | Vehicle heat management system and vehicle | |
CN113124512A (en) | Air conditioning unit and control method thereof | |
CN208536140U (en) | Air-conditioning system | |
CN206973921U (en) | Refrigeration system and the water dispenser for including it | |
CN105536452B (en) | Gas automatic water-removing system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170904 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180531 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180612 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180810 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190313 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6498461 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |