JPS6029502A - 熱水タンク温度制御装置 - Google Patents
熱水タンク温度制御装置Info
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- JPS6029502A JPS6029502A JP13661183A JP13661183A JPS6029502A JP S6029502 A JPS6029502 A JP S6029502A JP 13661183 A JP13661183 A JP 13661183A JP 13661183 A JP13661183 A JP 13661183A JP S6029502 A JPS6029502 A JP S6029502A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は排熱エネルギーの瞬時の変動に対して、低沸点
熱媒体の熱交換器二次遅れによる異常温度における循環
ポンプ保護と熱水温度制御を兼ね備えた熱水タンク温度
制御ｌ装置に関するものである。
熱媒体の熱交換器二次遅れによる異常温度における循環
ポンプ保護と熱水温度制御を兼ね備えた熱水タンク温度
制御ｌ装置に関するものである。
［発明の技術的背娯とその問題点］
従来、熱交換器の熱水タンク温度制御としては、熱交換
器の出口温度により熱水タンク器内温度が一定となるよ
うに、熱交換器入口側の給水流量制御弁により制御して
いる。この場合の熱水タンク器内温度は、熱交換器の低
沸点熱媒体の流量変化による熱交換器の二次遅れによる
低沸点熱媒体の異常温度変化時に関係なく、熱交換器の
出口温度により熱水タンク器内温度が一定となるように
給水流量制御弁を制御している。このため、熱交換器の
低沸点熱媒体の流速変化に伴って、給水系統の給水が二
次遅れ原因により給水流量制御弁が絞られたままで熱水
温度制御が行なわれ、結果的に排熱量の増減に対して特
に低沸点媒体の流量が大きい場合には、熱交換時の低沸
点熱媒体の異常温度のまま循環ポンプに供給される事は
なく、急に排熱量が減って低沸点熱媒体の熱媒量が減少
した場合に、熱交換器の低沸点媒体は高温度のまま循環
ポンプに供給されてしまうので、循環ポンプ定格許容温
度を超過して循環ポンプがトリップしてしまい、熱交換
器出口の低沸点熱媒体の温度高アラームにより強制的に
熱交換器の給水量を手動にて増加させていることから、
熱水タンク器内温度が規定値以下に下がってしまうとい
う不具合がある。
器の出口温度により熱水タンク器内温度が一定となるよ
うに、熱交換器入口側の給水流量制御弁により制御して
いる。この場合の熱水タンク器内温度は、熱交換器の低
沸点熱媒体の流量変化による熱交換器の二次遅れによる
低沸点熱媒体の異常温度変化時に関係なく、熱交換器の
出口温度により熱水タンク器内温度が一定となるように
給水流量制御弁を制御している。このため、熱交換器の
低沸点熱媒体の流速変化に伴って、給水系統の給水が二
次遅れ原因により給水流量制御弁が絞られたままで熱水
温度制御が行なわれ、結果的に排熱量の増減に対して特
に低沸点媒体の流量が大きい場合には、熱交換時の低沸
点熱媒体の異常温度のまま循環ポンプに供給される事は
なく、急に排熱量が減って低沸点熱媒体の熱媒量が減少
した場合に、熱交換器の低沸点媒体は高温度のまま循環
ポンプに供給されてしまうので、循環ポンプ定格許容温
度を超過して循環ポンプがトリップしてしまい、熱交換
器出口の低沸点熱媒体の温度高アラームにより強制的に
熱交換器の給水量を手動にて増加させていることから、
熱水タンク器内温度が規定値以下に下がってしまうとい
う不具合がある。
し発明の目的〕
本発明は上記のような従来技術の不具合を解決するため
に成されたもので、その目的は循環ポンプに流入する低
沸点熱媒体を循環ポンプ定格許容温度以内となるように
制御しかつ熱水タンク器内温度の外乱を最小となる様に
連続制御することが可能な熱水タンク温度制御装置を提
供することにある。
に成されたもので、その目的は循環ポンプに流入する低
沸点熱媒体を循環ポンプ定格許容温度以内となるように
制御しかつ熱水タンク器内温度の外乱を最小となる様に
連続制御することが可能な熱水タンク温度制御装置を提
供することにある。
［発明の概要コ
上記目的を達成するために本発明では、熱水タンク温度
制御と循環ポンプに流入する低沸点熱媒体の異常温度に
対して熱交換器の給水系統の給水量を自動的に制御し、
排熱量変動に対応した低沸点熱媒体量の変動により異常
温度にならないように熱交換器出口の低沸点熱媒体温度
条件を加味して給水系統の給水流量制御弁にバイアス信
号を付加することを特徴とする。
制御と循環ポンプに流入する低沸点熱媒体の異常温度に
対して熱交換器の給水系統の給水量を自動的に制御し、
排熱量変動に対応した低沸点熱媒体量の変動により異常
温度にならないように熱交換器出口の低沸点熱媒体温度
条件を加味して給水系統の給水流量制御弁にバイアス信
号を付加することを特徴とする。
［発明の実施例コ
１ス下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第１図は、本発明による熱水タンク温度制御装置
を適用した排熱利用システムの概念構成を示したもので
ある。図において、１は排熱エネルギーを集熱する集熱
装置で、その熱エネルギーを、熱媒体系統３を熱媒体の
循環ポンプ４により熱交換器２を通して循環している低
沸点熱媒体に伝熱する。また、１０は集熱装置１の熱媒
体出口温度を検出する温度検出器で、その温度条件によ
り集熱装置１人口に設けられた流量制御弁１１により、
熱媒体系統３を流れる高温熱媒体の流量を制御して規定
値内に温度制御する。
する。第１図は、本発明による熱水タンク温度制御装置
を適用した排熱利用システムの概念構成を示したもので
ある。図において、１は排熱エネルギーを集熱する集熱
装置で、その熱エネルギーを、熱媒体系統３を熱媒体の
循環ポンプ４により熱交換器２を通して循環している低
沸点熱媒体に伝熱する。また、１０は集熱装置１の熱媒
体出口温度を検出する温度検出器で、その温度条件によ
り集熱装置１人口に設けられた流量制御弁１１により、
熱媒体系統３を流れる高温熱媒体の流量を制御して規定
値内に温度制御する。
一方、給水系統の給水タンク５の水は、給水ポンプ６に
より上記熱交換器２に供給され、高温熱媒体と熱交換し
熱水として熱水タンク７．８に貯蔵される。この熱水タ
ンク８に貯蔵される熱水は、規定温度となる様に熱交換
器２の熱水出口温度を検出する温度検出器７の温度条件
により、熱交換器２の給水流量制御弁９により給水流量
を制御して、規定温度で熱水タンク８に貯蔵出来るよう
に制御している。ざらに、上記熱水タンク温度制御系に
対して、熱交換器２の低沸点熱媒体濃度を検出する温度
検出器１２の温度条件により、給水流量制御弁９に異常
時温度上昇分に対応してバイアス信号を付加して、媒体
の循環ポンプ４の保護も兼ねて給水流−を制御するよう
に構成している。
より上記熱交換器２に供給され、高温熱媒体と熱交換し
熱水として熱水タンク７．８に貯蔵される。この熱水タ
ンク８に貯蔵される熱水は、規定温度となる様に熱交換
器２の熱水出口温度を検出する温度検出器７の温度条件
により、熱交換器２の給水流量制御弁９により給水流量
を制御して、規定温度で熱水タンク８に貯蔵出来るよう
に制御している。ざらに、上記熱水タンク温度制御系に
対して、熱交換器２の低沸点熱媒体濃度を検出する温度
検出器１２の温度条件により、給水流量制御弁９に異常
時温度上昇分に対応してバイアス信号を付加して、媒体
の循環ポンプ４の保護も兼ねて給水流−を制御するよう
に構成している。
５−
次に第２図は、上記熱水タンク温度制御を行なうための
給水流量制御弁９の具体的な制卸構成をブロック図にて
示したものである。図において、１３は上記熱交換器２
出口の温度検出器１２の温度信号を電圧信号（１〜５Ｖ
ＤＣ）に変換する温度変換器１４はこの温度変換器１３
の出力信号に対して制限を与える上／下限リミッタであ
る。また、１５は上記熱交換器２出口の温度検出器７の
温度信号を電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に変換する温度変
換器、１６はこの温度変換器１５の出力信号と熱水タン
ク温度設定器値信号を入力とする比例、積分、微分回路
を備えている。１７はこの熱水タンク温度調節計１６の
出力信号を電圧信号（１〜５Ｖ）に変換する電流／電圧
変換器、１８は上記温度検出器１２の温度変換器１３の
電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に制限を与える上／下限リミ
ッタ１４の電圧信号と、電流／電圧変換器１７の電圧信
号とを加減する下限演算器である。さらに、１９はこの
下限演算器１８の電流出力信号（４〜２０１１１ ＡＤ
Ｃ）を空気信号（０，２〜１．０Ｋｇ／６− ｃｉｇ）に変換する電／空変換器で、この電／空変換器
１９の空気信号（０，２〜１．０ＫＩＦ／Ｃｄｇ）に応
じて給水流量制御弁９により上記給水流量を制御するよ
うにしている。
給水流量制御弁９の具体的な制卸構成をブロック図にて
示したものである。図において、１３は上記熱交換器２
出口の温度検出器１２の温度信号を電圧信号（１〜５Ｖ
ＤＣ）に変換する温度変換器１４はこの温度変換器１３
の出力信号に対して制限を与える上／下限リミッタであ
る。また、１５は上記熱交換器２出口の温度検出器７の
温度信号を電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に変換する温度変
換器、１６はこの温度変換器１５の出力信号と熱水タン
ク温度設定器値信号を入力とする比例、積分、微分回路
を備えている。１７はこの熱水タンク温度調節計１６の
出力信号を電圧信号（１〜５Ｖ）に変換する電流／電圧
変換器、１８は上記温度検出器１２の温度変換器１３の
電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に制限を与える上／下限リミ
ッタ１４の電圧信号と、電流／電圧変換器１７の電圧信
号とを加減する下限演算器である。さらに、１９はこの
下限演算器１８の電流出力信号（４〜２０１１１ ＡＤ
Ｃ）を空気信号（０，２〜１．０Ｋｇ／６− ｃｉｇ）に変換する電／空変換器で、この電／空変換器
１９の空気信号（０，２〜１．０ＫＩＦ／Ｃｄｇ）に応
じて給水流量制御弁９により上記給水流量を制御するよ
うにしている。
かかる構成において、排熱の熱エネルギーは集熱装置１
にて吸収され、その中で熱エネルギーとなって低沸点熱
媒体に伝えられる。これにより温度上昇した低沸点熱媒
体は、集熱装置１の出口の温度検出器１０の温度条件に
応じて規定温となるように集熱装置１の入口の流量制御
弁１１により流量制御され、熱媒体系統３を流れて熱交
換器２で水と熱交換を行なって温度が低下した後、熱媒
体の循環ポンプ４で加圧されて再び集熱装置１に戻る。
にて吸収され、その中で熱エネルギーとなって低沸点熱
媒体に伝えられる。これにより温度上昇した低沸点熱媒
体は、集熱装置１の出口の温度検出器１０の温度条件に
応じて規定温となるように集熱装置１の入口の流量制御
弁１１により流量制御され、熱媒体系統３を流れて熱交
換器２で水と熱交換を行なって温度が低下した後、熱媒
体の循環ポンプ４で加圧されて再び集熱装置１に戻る。
一方、給水タンク５により熱交換器２に給水ポンプ６に
よって供給された水は、熱交換器２で熱交換されて温度
上昇し、熱交換器２の出口の温度検出器７の温度条件に
応じて熱交換器２の入口の給水流量制御弁９により、規
定温度で熱水タンク８に貯蔵し蓄熱出来るように流量制
御している。
よって供給された水は、熱交換器２で熱交換されて温度
上昇し、熱交換器２の出口の温度検出器７の温度条件に
応じて熱交換器２の入口の給水流量制御弁９により、規
定温度で熱水タンク８に貯蔵し蓄熱出来るように流量制
御している。
さらに、排熱量の急激な変動により集熱装置１の低沸点
熱媒体量が増減し熱交換器２で水を熱交換する場合、熱
媒体量の流速の変化が熱交換器２の二次遅れ要素の原因
となるため、熱交換器２の出口の熱媒体温度検出器１２
の濃度高時の温度条件により、給水系統の熱交換器２の
給水流量制御弁９にバイアス信号を付加し、熱媒体温度
検出器１２の温度条件が規定値以下となった場合は、こ
のバイアス信号の負荷を停止して熱水タンク温度が制御
されるため、排熱変動に伴って発生する熱交換器２の熱
交換後に熱媒体温度が高温のまま循環ポンプ４に流入す
ることを防止出来、かつ循環ポンプ４の保護の作用も加
わって連続的に排熱利用システムの運転が出来、プロセ
ス側で必要な熱水温＋ｉの外乱も少なく制御することが
出来る。
熱媒体量が増減し熱交換器２で水を熱交換する場合、熱
媒体量の流速の変化が熱交換器２の二次遅れ要素の原因
となるため、熱交換器２の出口の熱媒体温度検出器１２
の濃度高時の温度条件により、給水系統の熱交換器２の
給水流量制御弁９にバイアス信号を付加し、熱媒体温度
検出器１２の温度条件が規定値以下となった場合は、こ
のバイアス信号の負荷を停止して熱水タンク温度が制御
されるため、排熱変動に伴って発生する熱交換器２の熱
交換後に熱媒体温度が高温のまま循環ポンプ４に流入す
ることを防止出来、かつ循環ポンプ４の保護の作用も加
わって連続的に排熱利用システムの運転が出来、プロセ
ス側で必要な熱水温＋ｉの外乱も少なく制御することが
出来る。
次に、上記熱水タンク温度制御について具体的に説明す
る。まず、排熱エネルギーの安定状態においては、熱水
タンク８に貯蔵される熱水温度が規定値となる様に、熱
交換器２の出口の温度検出器７の温度信号を常Ｉ８温痩
変換器１５で電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に変換し、熱水
タンク温度調節計１６の設定値信号と比較し、その偏差
信号（４〜２０ｍＡＤＣ）をさらに電圧信号（１〜５Ｖ
）に変換するよう電流／電圧変換器１７を通して下限演
算器１８に入力し、熱交換器２の出口の熱媒体の温度条
件が規定値以下であればそのまま下限演算器１８から出
力信号（４〜２０ｍ ＡＤＣ）を一旦空気信号（０，１
〜１Ｋｇ／Ｃｄｇ）に変換する電／空変換器１９に入力
し、空気信号として給水流量を制御する給水流量制御弁
９に与えられ、熱水タンク温度が規定値となる様に制御
されている。
る。まず、排熱エネルギーの安定状態においては、熱水
タンク８に貯蔵される熱水温度が規定値となる様に、熱
交換器２の出口の温度検出器７の温度信号を常Ｉ８温痩
変換器１５で電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に変換し、熱水
タンク温度調節計１６の設定値信号と比較し、その偏差
信号（４〜２０ｍＡＤＣ）をさらに電圧信号（１〜５Ｖ
）に変換するよう電流／電圧変換器１７を通して下限演
算器１８に入力し、熱交換器２の出口の熱媒体の温度条
件が規定値以下であればそのまま下限演算器１８から出
力信号（４〜２０ｍ ＡＤＣ）を一旦空気信号（０，１
〜１Ｋｇ／Ｃｄｇ）に変換する電／空変換器１９に入力
し、空気信号として給水流量を制御する給水流量制御弁
９に与えられ、熱水タンク温度が規定値となる様に制御
されている。
一方、熱媒体系統３を流れる熱交換器２出口の熱媒体温
度が異常に上昇した場合は、下限演算器１８で熱媒体温
度設定条件と比較して、その設定温度と熱媒体の温度検
出器１２の信号偏差分すなわちバイアス信号が、熱水タ
ンク温度制御出力信号である電流／電圧変換器１７の信
号に付加される下限演算器１８を介して、給水流量１１
Ｊ御弁９により熱媒体温度が規定値となるように循環ポ
ンプ４の許容定格値内になるように連続的に制御出来、
−〇− かつ排熱量急変時に対応した給水系統の流量を制御する
ことにより循環ポンプ４の保護と熱水タンク温度制御に
よる外乱をも少なくすることが出来、排熱利用システム
の運用範囲を大幅に向上させることが可能となる。
度が異常に上昇した場合は、下限演算器１８で熱媒体温
度設定条件と比較して、その設定温度と熱媒体の温度検
出器１２の信号偏差分すなわちバイアス信号が、熱水タ
ンク温度制御出力信号である電流／電圧変換器１７の信
号に付加される下限演算器１８を介して、給水流量１１
Ｊ御弁９により熱媒体温度が規定値となるように循環ポ
ンプ４の許容定格値内になるように連続的に制御出来、
−〇− かつ排熱量急変時に対応した給水系統の流量を制御する
ことにより循環ポンプ４の保護と熱水タンク温度制御に
よる外乱をも少なくすることが出来、排熱利用システム
の運用範囲を大幅に向上させることが可能となる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、排熱変化量に対応
した熱水タンク温度制御による蓄熱が出来かつ連続的に
変化する急激な排熱変化に対する熱交換器の二次遅れ要
素による熱媒温度上昇により循環ポンプを停止させるこ
となく運用することができ、もって熱水利用への供給設
備に対しても安定な供給を確保し熱の有効利用の面から
の利用度を向上することが可能な熱水タンク温度制御装
置が提供できる。
した熱水タンク温度制御による蓄熱が出来かつ連続的に
変化する急激な排熱変化に対する熱交換器の二次遅れ要
素による熱媒温度上昇により循環ポンプを停止させるこ
となく運用することができ、もって熱水利用への供給設
備に対しても安定な供給を確保し熱の有効利用の面から
の利用度を向上することが可能な熱水タンク温度制御装
置が提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図は
本発明の一実施例を示すブロック図である。 １・・・集熱装置、２・・・熱交換器、３・・・熱媒体
系統、１０− ４・・・循環ポンプ、５・・・給水タンク、６・・・給
水ポンプ、７・・・温度検出器、８・・・熱水タンク、
９・・・給水流量制御弁、１０・・・濃度検出器、１１
・・・流量制御弁、１２・・・温度検出器、１３・・・
温度変換器、１４・・・上／下限リミッタ、１５・・・
温度変換器、１６・・・熱水タンク温度調節計、１７・
・・電流／電圧変換器、１８・・・加減演算器、１９・
・・電／空変換器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １１− 手続補正書 昭和 ４８・１１月１１日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５８−１３６６１１号 ２、発明の名称 熱水タンク温度制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７） 東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ５、自発補正 明細書全文を別紙の通り訂正する。 明 細 書 １、発明の名称 熱水タンク温度制御装置 ２、特許請求の範囲 排熱エネルギーを集熱する集熱装置と、この集熱装置を
熱媒体系統を通して循環する熱媒体を循環させる循環ポ
ンプと、給水タンクより水を供給する給水ポンプと、こ
の給水ポンプにより供給される水と前記集熱装置により
温度上昇した熱媒体とを熱交換させる熱交換器と、この
熱交換器で熱交換された熱水を貯蔵する熱水タンクと、
前記熱交換器の入口側に設けられた給水流量制御弁とを
備えて成る排熱利用システムにおいて、前記熱交換器出
口の熱水の温度を検出する第１の温度検出器と、前記熱
交換器出口の媒体の温度を検出する第２の温度検出器と
、前記第１の温度検出器の検出温度を設定温度と比較し
その偏差により前記熱交換器出口の熱水温度が規定温度
となるように前記給水流量制御弁を制御する第１の制御
手段と、前記第２の温度検出器の検出温度を設定温度と
比較しその偏差により前記熱交換器出口の熱媒体温度が
規定温度となるように前記給水流量制御弁を制御する第
２の制御手段とから構成したことを特徴とする熱水タン
ク温度制御装荷。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は排熱エネルギーの瞬時の変動に対して、熱媒体
の熱交換器二次遅れによる異常温度における循環ポンプ
保護と熱水温度制御を兼ね備えた熱水タンク温度制御装
置に関するものである。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来、熱交換器の熱水タンク温度制御としては、熱交換
器の出口温度により熱水タンク器内温度が一定となるよ
うに、熱交換器入口側の給水流量制御弁により制御して
いる。この場合の熱水タンク器内温度は、熱交換器の熱
媒体の流量変化による熱交換器の二次遅れによる熱媒体
の異常温度変化時に関係なく、熱交換器の出口温度（二
より熱水タンク器内温度が一定となるように給水流量制
御弁を制御している。このため、熱交換器の熱媒体の流
速変化に伴って、給水系統の給水が二次遅れ原因により
給水流量制御弁が絞られたままで熱水温度制御が行なわ
れ、結果的に排熱量の増減に対して特に熱媒体の流量が
大きい場合には、熱交換時の熱媒体の異常温度のまま循
環ポンプに供給される事はなく、急に排熱量が減って熱
媒体の熱媒量が減少した場合に、熱交換器の熱媒体は高
温度のまま循環ポンゾ定格許容温度を超過して循環ポン
プがトリツノしてしまい、熱交換器出口の熱媒体の温度
高アラームにより強制的に熱交換器の給水量を手動にて
増加させていることから、熱水タンク器内温度が規定値
以下に下がってしまうという ′不具合がある。 〔発明の目的〕 本発明は上記のような従来技術の不具合を解決するため
に成されたもので、その目的は循環ボンに流入する熱媒
体を循環ポンプ定格許容温度広内となるように制御しか
つ熱水タンク器内温度の外乱を最小となる様に連続制御
すること゛が可能な熱水タンク温度制御装置を提供する
ことにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために本発明では、熱水タンク温度
制御と循環ポンプに流入する熱媒体の異常温度に対して
熱交換器の給水系統の給水量を自動的に制御し、排熱量
変動に対応した熱媒体量の変動により異常温度（二なら
ないように熱交換器出口の熱媒体温度条件を加味して給
水系統の給水流量制御弁１″−バイアス信号を付加する
ことを特徴とする。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は、本発明による熱水タンク温度制御装置を
適用した排熱利用システムの概念構成を示したものであ
る。図において、１は排熱エネルギーを集熱する集熱装
置で、その熱エネルギーを、熱媒体系統３を熱媒体の循
環ボン７°４により熱交換器２を通して循環している熱
媒体に伝熱する。また、１０は集熱装置１の熱媒体出口
温度を検出する温度検出器で、その温度条件により集熱
装置１人口に設けられた流量制御弁１１により、熱媒体
系統３を流れる高温熱媒体の流量を制御して規定値内に
温度制御する。 一方、給水系統の給水タンク５の水は、給水ポンプ６に
より上記熱交換器２に供給され、高温熱媒体と熱交換し
熱水として熱水タンク７゜８に貯蔵される。この熱水タ
ンク８に貯蔵される熱水は、規定温度となる様に熱交換
器２の熱水出口温度を検出する温度検出器７の温度条件
により、熱交換器２の給水流量制御弁９により給水流量
を制御して、規定温度で熱水タンク８に貯蔵出来るよう
に制御している。さらに、上記熱水タンク温度制御系に
対して、熱交換器２の熱媒体温度を検出する温度検出器
１２の温度条件により、給水流量制卸弁９に異常時温度
上昇分に対応してバイアス信号を付加して、熱媒体の循
環ポンプ４の保護も兼ねて給水流量を制御するように構
成している。 次に第２図は、上記熱水タンク温度制御を行なうための
給水流量制御弁９の具体的な制御構成をブロック図にて
示したものである。図において、１３は上記熱交換器２
出口の温度検出器１２の温度信号を電圧信号（１〜５Ｖ
ＤＣ）に変換する温度変換器１４はこの温度変換器１３
の出力信号に対して制限を与える上／下限リミッタであ
る。また、１５は上記熱交換器２出口の温度検出器７の
温度信号を電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に変換する温度変
換器、１６はこの温度変換器１５の出力信号と熱水タン
ク温度設定器値信号を入力とする比例、積分、微分回路
を備えている。１７はこの熱水タンク温度調節計１６の
出力信号を電圧信号（１〜５Ｖ）に変換する電流／電圧
変換器、１８は上記温度検出器１２の温度変換器１３の
電圧信号（１〜５ ＶＤＣ）に制限を与える上／下限り
ミッタ１４の電圧信号と、電流／電圧変換器１７の電圧
信号とを加減する加減演算器である。さらに、１９はこ
の加減演算器１８の電流出力信号（４〜２０ｍＡ、 Ｄ
Ｃ）を窄気信号（０２〜１． Ｏｙｘｙ／ ｃｉ、
＆ ）に変換する電／空変換器で、この電／？変換器１
９の孕気信号（０２〜ｉ、ｏＫｙ、’關ｇ）に応じて給
水流量制御弁９により上記給水流量を制御するようにし
ている。 かかる構成において、排熱の熱エイ・ルギーは集熱装置
１にて吸収され、その中で熱エネルギーとなって熱媒体
に伝えられる。これにより温度上昇した熱媒体は、集熱
装置１の出口の温度検出器１０の温度条件に応じて現定
温となるように集熱装置１の入口の流量制御弁１１によ
り流量制御され、熱媒体系統３を流れて熱交換器２で水
と熱交換を行なって温度が低下した後、熱媒体の循環号
？ング４で加圧されて再び集熱装置１に戻る。 一方、給水タンク５により熱交換器２に給水ポンプ６に
よって供給された水は、熱交換器２で熱交換されて温度
上昇し、熱交換器２の出口の温度検出器７の温度条件に
応じて熱交換器２の入口の給水量制御弁９により、規定
温度で熱水タンク８に貯蔵し蓄熱出来るように流量制御
している。さらに、排熱量の急激な変動により集熱装置
１の熱媒体量が増減し熱交換器２で水を熱交換する場合
、熱媒体量の流速の変化が熱交換器２の二次遅れ要素の
原因となるため、熱交換器２の出口の熱媒体温度検出器
１２の温度高時の温度条件により、給水系統の熱交換器
２の給水流量制御弁９にバイアス信号を付加し、熱媒体
温度検出器１２の温度条件が規定値以下となった場合は
、このバイアス信号の負荷を停止して熱水タンク温度が
制御されるため、排熱変動に伴って発生する熱交換器２
の熱交換後に熱媒体温度が高温のまま循環ぽンプ４に流
入することを防止出来、かつ循環ポンプ４の保護の作用
も加わって連続的に排熱利用システムの運転が出来、プ
ロセス側で必要な熱水温度の外乱も少なく制御すること
が出来る。 次に、上記熱水タンク温度制御について具体的に説明す
る。まず、排熱エネルギーの安定状態においては、熱水
タンク８に貯蔵される熱水温度が規定値となる様に、熱
交換器２の出口の温度検出器７の温度信号を常時温度変
換器１５で電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に変換し、熱水タ
ンク温度副節計１６の設定値信号と比較し、その偏差信
号（４〜２０ｍＡＤＣ）をさらに′電圧信号（１〜５ｖ
）に変換するよう電流／電圧変換器１７を通して下限演
算器１８に入力し、熱交換器２の出口の熱媒体の温度条
件が規定値以下であればそのまま下限演算器１８から出
力信号（４〜２０ ｍ Ａ Ｄ Ｃ）を一旦窄気信号（
０，２〜１す／Ｃｄ１ｌ）に変換する電／空変換器１９
に入力し、空気信号として給水流量を制御する給水流量
制御弁９に与えられ、熱水タンク温度が規定値となる様
に制御されている。 一方、熱媒体系統３を流れる熱交換器２出口の熱媒体温
度が異常に上昇した場合は、加減演算器１８で熱媒体温
度設定条件と比較して、その設定温度と熱媒体の温度検
出器１２の信号偏差分すなわちバイアス信号が、熱水タ
ンク温度制御出力信号である電流／電圧変換器１７の信
号に付加される加減演算器１８を介して、給水量制御弁
９により熱媒体温度が規定値となるように循環ボンｆ４
の許容定格値内になるように連続的に制御出来、かつ排
熱量急変時に対ニ；シた給水系統の流量を制御すること
により循環ポンプ４の保護と熱水タンク温度制御による
外乱をも少なくすることが出来、排熱利用システムの運
用範囲を大幅に向上させることが可能となる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、排熱変化量に対応
した熱水タンク温度制御による蓄熱が出来かつ連続的に
変化する急激な排熱変化に対する熱交換器の二次遅れ要
素による熱媒温度上昇により循環ポンプを停止させるこ
となく運用することができ、もって熱水利用への供給設
備に対しても安定な供給を確保し熱の有効利用の面から
の利用度を向上することが可能な熱水タンク温度制御装
置が提供できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図は
本発明の一実施例を示すブロック図である。 １・・・集熱装置、２・・・熱交換器、３・・・熱媒体
系統、４・・・循環ポンプ、５・・・給水タンク、６・
・・給水ポンプ、７・・・温度検出器、８・・・熱水タ
ンク、９・・・給水流量制御弁、１０・・・温□□□検
出器、１ノ・・・流量制御弁、１２・・・温度検出器、
１３・・・温度変換器、１４・・・上／下限リミッタ、
１５・・・温度変換器、１６・・・熱水タンク温度調節
計、１７・・・電流／電圧変換器、１８・・・加減演算
器、１９・・・電／窒変換器。
本発明の一実施例を示すブロック図である。 １・・・集熱装置、２・・・熱交換器、３・・・熱媒体
系統、１０− ４・・・循環ポンプ、５・・・給水タンク、６・・・給
水ポンプ、７・・・温度検出器、８・・・熱水タンク、
９・・・給水流量制御弁、１０・・・濃度検出器、１１
・・・流量制御弁、１２・・・温度検出器、１３・・・
温度変換器、１４・・・上／下限リミッタ、１５・・・
温度変換器、１６・・・熱水タンク温度調節計、１７・
・・電流／電圧変換器、１８・・・加減演算器、１９・
・・電／空変換器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １１− 手続補正書 昭和 ４８・１１月１１日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５８−１３６６１１号 ２、発明の名称 熱水タンク温度制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７） 東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ５、自発補正 明細書全文を別紙の通り訂正する。 明 細 書 １、発明の名称 熱水タンク温度制御装置 ２、特許請求の範囲 排熱エネルギーを集熱する集熱装置と、この集熱装置を
熱媒体系統を通して循環する熱媒体を循環させる循環ポ
ンプと、給水タンクより水を供給する給水ポンプと、こ
の給水ポンプにより供給される水と前記集熱装置により
温度上昇した熱媒体とを熱交換させる熱交換器と、この
熱交換器で熱交換された熱水を貯蔵する熱水タンクと、
前記熱交換器の入口側に設けられた給水流量制御弁とを
備えて成る排熱利用システムにおいて、前記熱交換器出
口の熱水の温度を検出する第１の温度検出器と、前記熱
交換器出口の媒体の温度を検出する第２の温度検出器と
、前記第１の温度検出器の検出温度を設定温度と比較し
その偏差により前記熱交換器出口の熱水温度が規定温度
となるように前記給水流量制御弁を制御する第１の制御
手段と、前記第２の温度検出器の検出温度を設定温度と
比較しその偏差により前記熱交換器出口の熱媒体温度が
規定温度となるように前記給水流量制御弁を制御する第
２の制御手段とから構成したことを特徴とする熱水タン
ク温度制御装荷。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は排熱エネルギーの瞬時の変動に対して、熱媒体
の熱交換器二次遅れによる異常温度における循環ポンプ
保護と熱水温度制御を兼ね備えた熱水タンク温度制御装
置に関するものである。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来、熱交換器の熱水タンク温度制御としては、熱交換
器の出口温度により熱水タンク器内温度が一定となるよ
うに、熱交換器入口側の給水流量制御弁により制御して
いる。この場合の熱水タンク器内温度は、熱交換器の熱
媒体の流量変化による熱交換器の二次遅れによる熱媒体
の異常温度変化時に関係なく、熱交換器の出口温度（二
より熱水タンク器内温度が一定となるように給水流量制
御弁を制御している。このため、熱交換器の熱媒体の流
速変化に伴って、給水系統の給水が二次遅れ原因により
給水流量制御弁が絞られたままで熱水温度制御が行なわ
れ、結果的に排熱量の増減に対して特に熱媒体の流量が
大きい場合には、熱交換時の熱媒体の異常温度のまま循
環ポンプに供給される事はなく、急に排熱量が減って熱
媒体の熱媒量が減少した場合に、熱交換器の熱媒体は高
温度のまま循環ポンゾ定格許容温度を超過して循環ポン
プがトリツノしてしまい、熱交換器出口の熱媒体の温度
高アラームにより強制的に熱交換器の給水量を手動にて
増加させていることから、熱水タンク器内温度が規定値
以下に下がってしまうという ′不具合がある。 〔発明の目的〕 本発明は上記のような従来技術の不具合を解決するため
に成されたもので、その目的は循環ボンに流入する熱媒
体を循環ポンプ定格許容温度広内となるように制御しか
つ熱水タンク器内温度の外乱を最小となる様に連続制御
すること゛が可能な熱水タンク温度制御装置を提供する
ことにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために本発明では、熱水タンク温度
制御と循環ポンプに流入する熱媒体の異常温度に対して
熱交換器の給水系統の給水量を自動的に制御し、排熱量
変動に対応した熱媒体量の変動により異常温度（二なら
ないように熱交換器出口の熱媒体温度条件を加味して給
水系統の給水流量制御弁１″−バイアス信号を付加する
ことを特徴とする。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は、本発明による熱水タンク温度制御装置を
適用した排熱利用システムの概念構成を示したものであ
る。図において、１は排熱エネルギーを集熱する集熱装
置で、その熱エネルギーを、熱媒体系統３を熱媒体の循
環ボン７°４により熱交換器２を通して循環している熱
媒体に伝熱する。また、１０は集熱装置１の熱媒体出口
温度を検出する温度検出器で、その温度条件により集熱
装置１人口に設けられた流量制御弁１１により、熱媒体
系統３を流れる高温熱媒体の流量を制御して規定値内に
温度制御する。 一方、給水系統の給水タンク５の水は、給水ポンプ６に
より上記熱交換器２に供給され、高温熱媒体と熱交換し
熱水として熱水タンク７゜８に貯蔵される。この熱水タ
ンク８に貯蔵される熱水は、規定温度となる様に熱交換
器２の熱水出口温度を検出する温度検出器７の温度条件
により、熱交換器２の給水流量制御弁９により給水流量
を制御して、規定温度で熱水タンク８に貯蔵出来るよう
に制御している。さらに、上記熱水タンク温度制御系に
対して、熱交換器２の熱媒体温度を検出する温度検出器
１２の温度条件により、給水流量制卸弁９に異常時温度
上昇分に対応してバイアス信号を付加して、熱媒体の循
環ポンプ４の保護も兼ねて給水流量を制御するように構
成している。 次に第２図は、上記熱水タンク温度制御を行なうための
給水流量制御弁９の具体的な制御構成をブロック図にて
示したものである。図において、１３は上記熱交換器２
出口の温度検出器１２の温度信号を電圧信号（１〜５Ｖ
ＤＣ）に変換する温度変換器１４はこの温度変換器１３
の出力信号に対して制限を与える上／下限リミッタであ
る。また、１５は上記熱交換器２出口の温度検出器７の
温度信号を電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に変換する温度変
換器、１６はこの温度変換器１５の出力信号と熱水タン
ク温度設定器値信号を入力とする比例、積分、微分回路
を備えている。１７はこの熱水タンク温度調節計１６の
出力信号を電圧信号（１〜５Ｖ）に変換する電流／電圧
変換器、１８は上記温度検出器１２の温度変換器１３の
電圧信号（１〜５ ＶＤＣ）に制限を与える上／下限り
ミッタ１４の電圧信号と、電流／電圧変換器１７の電圧
信号とを加減する加減演算器である。さらに、１９はこ
の加減演算器１８の電流出力信号（４〜２０ｍＡ、 Ｄ
Ｃ）を窄気信号（０２〜１． Ｏｙｘｙ／ ｃｉ、
＆ ）に変換する電／空変換器で、この電／？変換器１
９の孕気信号（０２〜ｉ、ｏＫｙ、’關ｇ）に応じて給
水流量制御弁９により上記給水流量を制御するようにし
ている。 かかる構成において、排熱の熱エイ・ルギーは集熱装置
１にて吸収され、その中で熱エネルギーとなって熱媒体
に伝えられる。これにより温度上昇した熱媒体は、集熱
装置１の出口の温度検出器１０の温度条件に応じて現定
温となるように集熱装置１の入口の流量制御弁１１によ
り流量制御され、熱媒体系統３を流れて熱交換器２で水
と熱交換を行なって温度が低下した後、熱媒体の循環号
？ング４で加圧されて再び集熱装置１に戻る。 一方、給水タンク５により熱交換器２に給水ポンプ６に
よって供給された水は、熱交換器２で熱交換されて温度
上昇し、熱交換器２の出口の温度検出器７の温度条件に
応じて熱交換器２の入口の給水量制御弁９により、規定
温度で熱水タンク８に貯蔵し蓄熱出来るように流量制御
している。さらに、排熱量の急激な変動により集熱装置
１の熱媒体量が増減し熱交換器２で水を熱交換する場合
、熱媒体量の流速の変化が熱交換器２の二次遅れ要素の
原因となるため、熱交換器２の出口の熱媒体温度検出器
１２の温度高時の温度条件により、給水系統の熱交換器
２の給水流量制御弁９にバイアス信号を付加し、熱媒体
温度検出器１２の温度条件が規定値以下となった場合は
、このバイアス信号の負荷を停止して熱水タンク温度が
制御されるため、排熱変動に伴って発生する熱交換器２
の熱交換後に熱媒体温度が高温のまま循環ぽンプ４に流
入することを防止出来、かつ循環ポンプ４の保護の作用
も加わって連続的に排熱利用システムの運転が出来、プ
ロセス側で必要な熱水温度の外乱も少なく制御すること
が出来る。 次に、上記熱水タンク温度制御について具体的に説明す
る。まず、排熱エネルギーの安定状態においては、熱水
タンク８に貯蔵される熱水温度が規定値となる様に、熱
交換器２の出口の温度検出器７の温度信号を常時温度変
換器１５で電圧信号（１〜５ＶＤＣ）に変換し、熱水タ
ンク温度副節計１６の設定値信号と比較し、その偏差信
号（４〜２０ｍＡＤＣ）をさらに′電圧信号（１〜５ｖ
）に変換するよう電流／電圧変換器１７を通して下限演
算器１８に入力し、熱交換器２の出口の熱媒体の温度条
件が規定値以下であればそのまま下限演算器１８から出
力信号（４〜２０ ｍ Ａ Ｄ Ｃ）を一旦窄気信号（
０，２〜１す／Ｃｄ１ｌ）に変換する電／空変換器１９
に入力し、空気信号として給水流量を制御する給水流量
制御弁９に与えられ、熱水タンク温度が規定値となる様
に制御されている。 一方、熱媒体系統３を流れる熱交換器２出口の熱媒体温
度が異常に上昇した場合は、加減演算器１８で熱媒体温
度設定条件と比較して、その設定温度と熱媒体の温度検
出器１２の信号偏差分すなわちバイアス信号が、熱水タ
ンク温度制御出力信号である電流／電圧変換器１７の信
号に付加される加減演算器１８を介して、給水量制御弁
９により熱媒体温度が規定値となるように循環ボンｆ４
の許容定格値内になるように連続的に制御出来、かつ排
熱量急変時に対ニ；シた給水系統の流量を制御すること
により循環ポンプ４の保護と熱水タンク温度制御による
外乱をも少なくすることが出来、排熱利用システムの運
用範囲を大幅に向上させることが可能となる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、排熱変化量に対応
した熱水タンク温度制御による蓄熱が出来かつ連続的に
変化する急激な排熱変化に対する熱交換器の二次遅れ要
素による熱媒温度上昇により循環ポンプを停止させるこ
となく運用することができ、もって熱水利用への供給設
備に対しても安定な供給を確保し熱の有効利用の面から
の利用度を向上することが可能な熱水タンク温度制御装
置が提供できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図は
本発明の一実施例を示すブロック図である。 １・・・集熱装置、２・・・熱交換器、３・・・熱媒体
系統、４・・・循環ポンプ、５・・・給水タンク、６・
・・給水ポンプ、７・・・温度検出器、８・・・熱水タ
ンク、９・・・給水流量制御弁、１０・・・温□□□検
出器、１ノ・・・流量制御弁、１２・・・温度検出器、
１３・・・温度変換器、１４・・・上／下限リミッタ、
１５・・・温度変換器、１６・・・熱水タンク温度調節
計、１７・・・電流／電圧変換器、１８・・・加減演算
器、１９・・・電／窒変換器。
Claims (1)
- 排熱エネルギーを集熱する集熱装置と、この集熱装置を
熱媒体系統を通して循環する低沸点熱媒体を循環させる
循環ポンプと、給水タンクより水を供給する給水ポンプ
と、この給水ポンプにより供給される水と前記集熱装置
により温度上昇した低沸点熱媒体とを熱交換させる熱交
換器と、この熱交換器で熱交換された熱水を貯蔵する熱
水タンクと、前記熱交換器の入口側に設けられた給水流
量制御弁とを備えて成る排熱利用システムにおいて、前
記熱交換器出口の熱水の温度を検出する第１の温度検出
器と、前記熱交換器出口の低沸点熱媒体の温度を検出す
る第２の温度検出器と、前記第１の温度検出器の検出温
度を設定温度と比較しその偏差により前記熱交換器出口
の熱水温度が規定温度となるように前記給水流量制御弁
を制御する第１の制御手段と、前記第２の温度検出器の
検出温度を設定温度と比較しその偏差により前記熱交換
器出口の低沸点熱媒体温度が規定温度となるように前記
給水流量制御弁を制御する第２の制御手段とから構成し
たことを特徴とする熱水タンク温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13661183A JPS6029502A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 熱水タンク温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13661183A JPS6029502A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 熱水タンク温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029502A true JPS6029502A (ja) | 1985-02-14 |
Family
ID=15179342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13661183A Pending JPS6029502A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 熱水タンク温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029502A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62202210A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | Hitachi Cable Ltd | 粒状物体の予熱制御方式 |
| JPH01138112U (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-21 |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP13661183A patent/JPS6029502A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62202210A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | Hitachi Cable Ltd | 粒状物体の予熱制御方式 |
| JPH01138112U (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-21 |
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