JPS60134162A - セパレ−ト型熱交換装置の熱交換量制御方法 - Google Patents
セパレ−ト型熱交換装置の熱交換量制御方法Info
- Publication number
- JPS60134162A JPS60134162A JP58242450A JP24245083A JPS60134162A JP S60134162 A JPS60134162 A JP S60134162A JP 58242450 A JP58242450 A JP 58242450A JP 24245083 A JP24245083 A JP 24245083A JP S60134162 A JPS60134162 A JP S60134162A
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- Japan
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- working fluid
- temperature
- heat exchange
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセパレート型熱交換装置の熱交換量制御方法に
関ｊるもので、特に加熱流体及び被加熱流体の変動に対
して作動液蒸気温度及び被加熱流体出口温度を適正値に
保持Ｊる：ｂの−である。
関ｊるもので、特に加熱流体及び被加熱流体の変動に対
して作動液蒸気温度及び被加熱流体出口温度を適正値に
保持Ｊる：ｂの−である。
ドパイブによる作動液の□蒸発。凝縮を利用した熱交換
装置が用いられているが、排ガス、排水等の加熱流体や
液加□熱流体の種類又は条件によっＣは、作動液の蒸発
部と凝縮部１′離れた位置に配置する必要が生じ、この
ような場合にはヒートパイプの原理を応用したセパレー
ト型熱交換装置が用いられている。
装置が用いられているが、排ガス、排水等の加熱流体や
液加□熱流体の種類又は条件によっＣは、作動液の蒸発
部と凝縮部１′離れた位置に配置する必要が生じ、この
ような場合にはヒートパイプの原理を応用したセパレー
ト型熱交換装置が用いられている。
この装置は第１図に示すように加熱流体により作動液を
蒸発部せる蒸発部（１）と被加熱流体により作動液蒸気
を□凝門させる凝縮部（２）を離れた位置に配置し、蒸
発部（１）と凝縮部（２）ｌ！１を断熱蒸気＠（３）と
断熱凝縮液管（４）により連結して循環回路を抽成し、
該回路内に作動液を封入したもので、作動液を図に示１
矢印方向に循環させて蒸発部（１）で加熱流体（排ガス
等）により作動液を蒸発させ、発生した蒸気を蒸気管（
３）により、凝縮部（２）に導入し、被加熱流体により
凝縮せしめ、凝縮した作動液を再び蒸発部（１）で蒸発
させることを繰返し、加熱流体と被加熱流体間Ｃ熱交換
を行なわせるものである。作動液の循環は蒸発部（１〉
と凝縮部（２）の位置関係により自然循環させるか、又
は図に示すように凝縮液管（４）に循環装置、例えばポ
ンプ（５）を設けて強制的に循環させている。
蒸発部せる蒸発部（１）と被加熱流体により作動液蒸気
を□凝門させる凝縮部（２）を離れた位置に配置し、蒸
発部（１）と凝縮部（２）ｌ！１を断熱蒸気＠（３）と
断熱凝縮液管（４）により連結して循環回路を抽成し、
該回路内に作動液を封入したもので、作動液を図に示１
矢印方向に循環させて蒸発部（１）で加熱流体（排ガス
等）により作動液を蒸発させ、発生した蒸気を蒸気管（
３）により、凝縮部（２）に導入し、被加熱流体により
凝縮せしめ、凝縮した作動液を再び蒸発部（１）で蒸発
させることを繰返し、加熱流体と被加熱流体間Ｃ熱交換
を行なわせるものである。作動液の循環は蒸発部（１〉
と凝縮部（２）の位置関係により自然循環させるか、又
は図に示すように凝縮液管（４）に循環装置、例えばポ
ンプ（５）を設けて強制的に循環させている。
この装置は作動液を蒸発部で蒸発させ、凝縮部で凝縮さ
せる作動液の相変態により、蒸発部で熱を吸収し、凝縮
部で熱を放熱きせるヒートパイプの原理を応用したもの
で、作動液の環流が極めて良好であり、蒸発部と凝縮部
が離れた位置に配置されていも良好な熱交換を行なうこ
とができる利点を有しでいる。しかしながら実際の排熱
回収では作動液蒸気温度が加熱流体の温度及び流量や被
加熱流体の温度及び流量の変動によって左右され、また
これ等の変動がない場合でも、蒸発部にお番プる作動液
面の変動によって左右される。蒸発部における作動液面
の変動については、蒸発部の作動液面を検知し、これを
一定に制御づる方法が用いられているが、この方法では
加熱流体や被加熱流体に変動があると、作動液蒸気温度
が変動づ゛るばかりか、蒸発部と凝縮部が遠く離れＣい
ると自動制御のための電気配線が高価となり、作動液蒸
気温度の変動は被加熱流体の出口温度を変動し、用途に
よっては重大な障害となっている。例えば被加熱流体に
より製品を乾燥したり、燃焼効率向上のための燃焼空気
や燃料の予熱において、製品品質を劣化し、燃焼系統を
損傷する恐れがあり、その改善が強く望まれている。
せる作動液の相変態により、蒸発部で熱を吸収し、凝縮
部で熱を放熱きせるヒートパイプの原理を応用したもの
で、作動液の環流が極めて良好であり、蒸発部と凝縮部
が離れた位置に配置されていも良好な熱交換を行なうこ
とができる利点を有しでいる。しかしながら実際の排熱
回収では作動液蒸気温度が加熱流体の温度及び流量や被
加熱流体の温度及び流量の変動によって左右され、また
これ等の変動がない場合でも、蒸発部にお番プる作動液
面の変動によって左右される。蒸発部における作動液面
の変動については、蒸発部の作動液面を検知し、これを
一定に制御づる方法が用いられているが、この方法では
加熱流体や被加熱流体に変動があると、作動液蒸気温度
が変動づ゛るばかりか、蒸発部と凝縮部が遠く離れＣい
ると自動制御のための電気配線が高価となり、作動液蒸
気温度の変動は被加熱流体の出口温度を変動し、用途に
よっては重大な障害となっている。例えば被加熱流体に
より製品を乾燥したり、燃焼効率向上のための燃焼空気
や燃料の予熱において、製品品質を劣化し、燃焼系統を
損傷する恐れがあり、その改善が強く望まれている。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、加熱流体及び被加
熱流体の変動に対し、ローコストで安定した作動液蒸気
温度及び被加熱流体出口温度が得られるセパレート型熱
交換装置の熱交換ｍ制御方法を開発したもので、加熱流
体による蒸発部と被加熱流体による凝縮部を分離して配
置し、この問を断熱した蒸気管と凝縮液管により連結し
て循環閉回路を形成し、該回路内に作動液を循環させて
作動液の蒸発・凝縮により加熱流体と被加熱流体間で熱
交換を行なう装置において、作動液の蒸気５温度又は液
温度を検出し、該検出値に基づいて作動液の循環量を制
御°丈ることを特徴とするものである。
熱流体の変動に対し、ローコストで安定した作動液蒸気
温度及び被加熱流体出口温度が得られるセパレート型熱
交換装置の熱交換ｍ制御方法を開発したもので、加熱流
体による蒸発部と被加熱流体による凝縮部を分離して配
置し、この問を断熱した蒸気管と凝縮液管により連結し
て循環閉回路を形成し、該回路内に作動液を循環させて
作動液の蒸発・凝縮により加熱流体と被加熱流体間で熱
交換を行なう装置において、作動液の蒸気５温度又は液
温度を検出し、該検出値に基づいて作動液の循環量を制
御°丈ることを特徴とするものである。
即ち本発明は第２図に示１ように高温の加熱流体、例え
ば排ガス（Ａ）と接触り−る蒸発部（１）と、被加熱流
体（、［３）と接触する凝縮部（２）を。
ば排ガス（Ａ）と接触り−る蒸発部（１）と、被加熱流
体（、［３）と接触する凝縮部（２）を。
離れた位置に配置し、凝縮部（２）下方に作動液タンク
（６）を設け、蒸発部（１）の上端と凝縮部（２）の上
端を断熱蒸気管（３）で連結し、蒸発部（１）下端と作
動液タンク（６）を断熱凝縮液管（４）で連結して循環
閉回路を形成し、該回路内に適量の作動液を封入し、、
作動液を凝縮液管（４）に設けたポンプ（５）により強
制循環させる。
（６）を設け、蒸発部（１）の上端と凝縮部（２）の上
端を断熱蒸気管（３）で連結し、蒸発部（１）下端と作
動液タンク（６）を断熱凝縮液管（４）で連結して循環
閉回路を形成し、該回路内に適量の作動液を封入し、、
作動液を凝縮液管（４）に設けたポンプ（５）により強
制循環させる。
作動液は蒸発部（１〉で排ガス（Ａ＞により蒸発し、蒸
気管〈３）を通しＣ凝縮部（２）に導入され、被加熱流
体（Ｂ）と熱交換させて排熱を回収し、蒸気を凝縮させ
て作動液タンク（６）内に流下させ、凝縮液管（４）を
通して蒸発部（１）に導入し、再び蒸発させる。この作
動液の相変態による熱交換において温度検出器’（８）
ｔ’作動液 ″蒸気温度を検出し、該検出値に基づい
てポン１（５）をＯＮ、０ＦＦ４る。ボ／−７（５）が
ＯＮのとき作動液蒸気温度は蒸発部（１）内の作動液面
の上昇にともなって上、昇し、上記検出値に達したとき
ポンプ（５）をＣ）Ｆ Ｆにりる。ポンプ（５）がＯＦ
Ｆのとぎ蒸発部−（１）内の作動液面が一卜侍し、上記
検出値、を下廻ったときポンプ（５）をＯＮにすること
を繰り返して作動液蒸気温度及び被加熱流体温度を自動
的に適正値に保持Ｊる。
気管〈３）を通しＣ凝縮部（２）に導入され、被加熱流
体（Ｂ）と熱交換させて排熱を回収し、蒸気を凝縮させ
て作動液タンク（６）内に流下させ、凝縮液管（４）を
通して蒸発部（１）に導入し、再び蒸発させる。この作
動液の相変態による熱交換において温度検出器’（８）
ｔ’作動液 ″蒸気温度を検出し、該検出値に基づい
てポン１（５）をＯＮ、０ＦＦ４る。ボ／−７（５）が
ＯＮのとき作動液蒸気温度は蒸発部（１）内の作動液面
の上昇にともなって上、昇し、上記検出値に達したとき
ポンプ（５）をＣ）Ｆ Ｆにりる。ポンプ（５）がＯＦ
Ｆのとぎ蒸発部−（１）内の作動液面が一卜侍し、上記
検出値、を下廻ったときポンプ（５）をＯＮにすること
を繰り返して作動液蒸気温度及び被加熱流体温度を自動
的に適正値に保持Ｊる。
または図に示りように凝縮液管（４）にポンプ（５）と
自動弁（７）を直列に設け、作動液蒸気温度を検出し、
該検出値に基づいて自動弁（７）又は自動弁（７）とポ
ンプ（５）を制御し、作動液蒸気温度及び被加熱流体温
度を自動的に適正値に保持する。この場合自動弁（７）
を設けることによりポンプ（５）の逆流が防止できるの
ｃ１蒸弁部（１）内の作動液面を温度設定値に対応した
液面位に保つこともできる。
自動弁（７）を直列に設け、作動液蒸気温度を検出し、
該検出値に基づいて自動弁（７）又は自動弁（７）とポ
ンプ（５）を制御し、作動液蒸気温度及び被加熱流体温
度を自動的に適正値に保持する。この場合自動弁（７）
を設けることによりポンプ（５）の逆流が防止できるの
ｃ１蒸弁部（１）内の作動液面を温度設定値に対応した
液面位に保つこともできる。
尚、排ガス（Ａ ）の温度又は流量が低く、蒸発部の作
動液面が上昇しても、温度設定値に達ゼず、作動液の給
液が止まらないことがある。このように場合セパレート
型熱交換装置内の作動液量をポンプから蒸発部内の作動
液上限までを満だｇ聞とするすることにより、蒸発部内
の作動液面は温度検出値による制御に関係なく、作動液
面は上限以上に達することなく、排ガスの温度又は流量
が低い場合でも、蒸発部内の作動液面は適正に保たれる
。
動液面が上昇しても、温度設定値に達ゼず、作動液の給
液が止まらないことがある。このように場合セパレート
型熱交換装置内の作動液量をポンプから蒸発部内の作動
液上限までを満だｇ聞とするすることにより、蒸発部内
の作動液面は温度検出値による制御に関係なく、作動液
面は上限以上に達することなく、排ガスの温度又は流量
が低い場合でも、蒸発部内の作動液面は適正に保たれる
。
このように本発明制御方法によれば排ガス等の変動及び
被加熱流体の変動に対しで、特別の蒸発部内作動液面制
御を行なうことなく、安定した作動液蒸気温度及び被加
熱流体温度が得られもので、蒸発部内の作動液面制御の
ように遠路１Ｉｉｌｔ電気配線を必要とせず、従って工
事が安価である。
被加熱流体の変動に対しで、特別の蒸発部内作動液面制
御を行なうことなく、安定した作動液蒸気温度及び被加
熱流体温度が得られもので、蒸発部内の作動液面制御の
ように遠路１Ｉｉｌｔ電気配線を必要とせず、従って工
事が安価である。
尚、凝縮液管にポンプを設りた強制循環方式について説
明したが、これに限るものではなく、例えば第３図に示
すように蒸発部（１）と凝縮部（２）の高さによる自然
循環方式においても、凝縮液＠（４）に自動弁（７）を
設け、作ｉｌｌ液蒸気温度を温度検出器（８）により検
出し、該検出値に基づいて自動弁（７）の開閉を制御す
ることにより、作動液蒸気温度及び被加熱流体温度を適
正値に保持づることができる。
明したが、これに限るものではなく、例えば第３図に示
すように蒸発部（１）と凝縮部（２）の高さによる自然
循環方式においても、凝縮液＠（４）に自動弁（７）を
設け、作ｉｌｌ液蒸気温度を温度検出器（８）により検
出し、該検出値に基づいて自動弁（７）の開閉を制御す
ることにより、作動液蒸気温度及び被加熱流体温度を適
正値に保持づることができる。
以下本発明の実施例について説明する。
蒸発部と凝縮部に直径１５＃、長さ０，７１ｎの伝熱包
・を４９本用いた第２図に示１強制循環方式のけバレー
１〜型熱交換装置を用い、排ガス温度１５０〜３００℃
の条件で排熱回収を行なっＩｃ０尚作動液蒸気温度を１
１０℃に設定し、蒸気温度の検出値に基づいて凝縮液管
に設けたポンプ及び自動弁を同時にｔ１１１１！ｌｌシ
、蒸気温度の変動と被加熱流体温度の変動を測定した。
・を４９本用いた第２図に示１強制循環方式のけバレー
１〜型熱交換装置を用い、排ガス温度１５０〜３００℃
の条件で排熱回収を行なっＩｃ０尚作動液蒸気温度を１
１０℃に設定し、蒸気温度の検出値に基づいて凝縮液管
に設けたポンプ及び自動弁を同時にｔ１１１１！ｌｌシ
、蒸気温度の変動と被加熱流体温度の変動を測定した。
その結果を第４図（イ）に示゛づ。
尚、比較のため同じ蒸発部と凝縮部を用いた強制循環方
式のセパレート型熱交換装置を用い、蒸発部内の作動液
面位を０．５ｍの高さに設定して同一の条件で排熱回収
を行なった。その際の蒸気温度の変動と被加熱流体の温
度の変動を測定した。
式のセパレート型熱交換装置を用い、蒸発部内の作動液
面位を０．５ｍの高さに設定して同一の条件で排熱回収
を行なった。その際の蒸気温度の変動と被加熱流体の温
度の変動を測定した。
その結果を第４図（ロ）に示す。
図から明らかなように本発明制御方法によるものは蒸気
温度及び被加熱流体温度の変動中が小さく、蒸気温度及
び被加熱流体温度が適正値に保ｌＣれていることが判る
。
温度及び被加熱流体温度の変動中が小さく、蒸気温度及
び被加熱流体温度が適正値に保ｌＣれていることが判る
。
このように本発明によれば、セパレート型熱交換装置の
作動液蒸気温度及び被加熱流体温度を適正値に保持りる
ことができるもので、被加熱流体による製品乾燥、燃焼
空気や燃料の予熱に適用し、製品品質の劣化や燃焼系統
の損傷を防止することができる等工業上顕著な効果を奏
するものである。
作動液蒸気温度及び被加熱流体温度を適正値に保持りる
ことができるもので、被加熱流体による製品乾燥、燃焼
空気や燃料の予熱に適用し、製品品質の劣化や燃焼系統
の損傷を防止することができる等工業上顕著な効果を奏
するものである。
第１図は従来のセパレート型熱交換装置の一例を示？ｌ
概念図、第２図は本発明制御り法の一例を示づ説明図、
第３図は本発明制御り法の他の一例を示づ説明図、第４
図くイ）、（ロ）は制御した運転データの一例を示すも
ので、（イ）は本発明Ｍ ＠方法、（ロ）は従来の蒸発
部内作動液面制御方法のデータを示づ−０ １、蒸発部 ２、凝縮部 ３、蒸気管 ４、凝縮液管 ５、ポンプ ６、タンク ７、自動弁 ８、温度検出器
概念図、第２図は本発明制御り法の一例を示づ説明図、
第３図は本発明制御り法の他の一例を示づ説明図、第４
図くイ）、（ロ）は制御した運転データの一例を示すも
ので、（イ）は本発明Ｍ ＠方法、（ロ）は従来の蒸発
部内作動液面制御方法のデータを示づ−０ １、蒸発部 ２、凝縮部 ３、蒸気管 ４、凝縮液管 ５、ポンプ ６、タンク ７、自動弁 ８、温度検出器
Claims (2)
- （１）加熱流体による蒸発部と被加熱流体による凝縮部
を分離して配置し、この間を断熱した蒸気管と凝縮液管
により連結して循環閉回路を形成し、該回路内に作動液
を循環させ工作動液の蒸発・凝縮により加熱流体と被加
□熱流体間の熱交換を行なう装置において、作動液の蒸
気温度又は液温度を検出し、該検出値に基づいて作動液
の循環量を制御することを特徴とするセパレート型熱交
換装置の熱交換１制御方法。 - （２）凝縮液管に自動弁父は／及石循環装置を設け、こ
れ等の何れか一方父は双方を作動液の蒸気温度又は液温
度の検出値に基づいて作動させることにより、作動液の
循環量を制御する特許請求の範囲第１項記載のセパレー
ト型熱交換装置の熱交換量制御り法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58242450A JPS60134162A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | セパレ−ト型熱交換装置の熱交換量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58242450A JPS60134162A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | セパレ−ト型熱交換装置の熱交換量制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60134162A true JPS60134162A (ja) | 1985-07-17 |
Family
ID=17089273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58242450A Pending JPS60134162A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | セパレ−ト型熱交換装置の熱交換量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60134162A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63116768U (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-28 | ||
| JPS63179468U (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-21 | ||
| WO2021025128A1 (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | 株式会社デンソー | 温度調整装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48101640A (ja) * | 1972-04-05 | 1973-12-21 |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP58242450A patent/JPS60134162A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48101640A (ja) * | 1972-04-05 | 1973-12-21 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63116768U (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-28 | ||
| JPS63179468U (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-21 | ||
| WO2021025128A1 (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | 株式会社デンソー | 温度調整装置 |
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