JP7390187B2 - 真空式温水機 - Google Patents
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Description
この真空式温水機は、缶体51内が減圧されているため、温水熱交換器から多量の温水を取り出す高負荷運転時においても、要求される温度の温水を素早く負荷側へ供給できるメリットがある。
即ち本発明に係る真空式温水機は、内部が大気圧以下に保持された密閉状の缶体と、缶体内の下部に形成されて熱媒液を貯留する熱媒液槽と、缶体内の上部に形成された減圧蒸気室と、減圧蒸気室に配置されて減圧蒸気室内に発生した蒸気を水との熱交換により凝縮して液化させる温水熱交換器と、熱媒液槽内の熱媒液中に配置されて熱媒液を加熱蒸発させる加熱手段とを備えた真空式温水機であって、前記加熱手段は、主加熱器と、前記主加熱器よりも出力が大きい補助用加熱装置とを備え、前記補助用加熱装置は、前記主加熱器の鉛直方向下方に配置されていることを特徴とする。
(1)加熱手段の主加熱器と補助用加熱装置を、熱媒液槽の熱媒液中に上下に配置しているので、設置面積を拡げたり熱媒液槽を複数に分割したりする必要がなく、真空式温水機の大型化、複雑化を抑制できる。
(2)補助用加熱装置の上方に主加熱器を配置しているので、主加熱器が熱媒液槽の液面近傍に位置しており、バッフルの役割を果たすことができる。これにより、補助用加熱装置の伝熱面から多数の沸騰気泡が発生しても、熱媒液面での遊動を抑制でき、沸騰液の飛沫が上方の温水熱交換器の表面に降りかかることを軽減できる。この結果、熱媒液蒸気の凝縮熱を温水熱交換器内の水に効率よく伝達でき、温水熱交換器を液面から離隔させたり、温水熱交換器を大型化させる必要がないので、真空式温水機全体をコンパクトに形成できる。
(3)主加熱器は補助用加熱装置の上方に配置されているので、補助用加熱装置の運転中は、補助用加熱装置での加熱沸騰による熱媒液の上昇により主加熱器の周囲の熱媒液が流動し、主加熱器の熱伝達率が著しく向上する。これらの結果、真空式温水機をコンパクトに形成しながらも、熱効率が高く、年間エネルギー消費量とランニングコストの低減及びCO2の削減等を図ることができる。
(4)主加熱器よりも出力が大きい補助用加熱装置を備えているので、温水熱交換器の高負荷時に補助用加熱装置を駆動することで容易に対応することができる。
図1は本発明の実施形態に係る真空式温水機を示し、当該真空式温水機1は、内部が大気圧以下に保持された密閉状の缶体2と、缶体2内の下部に形成され、熱媒液3(例えば、水)を貯留する熱媒液槽4と、缶体2内の上部に形成され抽気ポンプ(図示省略)により減圧された減圧蒸気室5と、減圧蒸気室5に配置され、減圧蒸気室5内に発生した蒸気を水との熱交換により凝縮して液化させる温水熱交換器6と、熱媒液槽4内の熱媒液3中に配置されて熱媒液3を加熱蒸発させる加熱手段7とを備える。
2…缶体
3…熱媒液
4…熱媒液槽
5…減圧蒸気室
6…温水熱交換器
7…加熱手段
8…主加熱器
9…補助用加熱装置
10…低負荷時用加熱器
11…ヒートポンプ
21…燃焼式バーナ
25…流動装置
26…循環ポンプ
27…熱媒液路
Claims (7)
- 内部が大気圧以下に保持された密閉状の缶体と、缶体内の下部に形成されて熱媒液を貯留する熱媒液槽と、缶体内の上部に形成された減圧蒸気室と、減圧蒸気室に配置されて減圧蒸気室内に発生した蒸気を水との熱交換により凝縮して液化させる温水熱交換器と、熱媒液槽内の熱媒液中に配置されて熱媒液を加熱蒸発させる加熱手段とを備えた真空式温水機であって、
前記加熱手段は、主加熱器と、前記主加熱器よりも出力が大きい補助用加熱装置と、前記補助用加熱装置よりも下方の熱媒液中に配置された低負荷時用加熱器と、を備え、
前記補助用加熱装置は、前記主加熱器の鉛直方向下方に配置されていることを特徴とする、真空式温水機。 - 前記主加熱器は、熱媒液が沸騰する温度よりも高い温度の流体が内部を流通する配管を備えている、請求項1に記載の真空式温水機。
- 前記高温の流体はヒートポンプの冷媒であり、前記主加熱器はヒートポンプの冷媒を冷却するための凝縮器である、請求項2に記載の真空式温水機。
- 前記補助用加熱装置は、燃焼式バーナを備える、請求項1から3のいずれかに記載の真空式温水機。
- 前記主加熱器は、前記補助用加熱装置が駆動されている間は周囲の熱媒液を加熱するとともに、前記補助用加熱装置の駆動が停止されている間は加熱を停止し、
前記低負荷時用加熱器は、前記補助用加熱装置が駆動されている間は加熱を停止するとともに、前記補助用加熱装置の駆動が停止されている間は周囲の熱媒液を加熱する、請求項1に記載の真空式温水機。 - 前記熱媒液槽内の熱媒液を前記主加熱器の伝熱面の周囲と熱媒液槽の底部との間で流動させる流動装置を備える、請求項1から5のいずれかに記載の真空式温水機。
- 前記流動装置は、前記熱媒液槽内の底部と熱媒液槽の液面近傍との間に設けた循環ポンプを備える熱媒液路である、請求項6に記載の真空式温水機。
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