JPS61235656A - 熱回収装置 - Google Patents
熱回収装置Info
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- JPS61235656A JPS61235656A JP60075001A JP7500185A JPS61235656A JP S61235656 A JPS61235656 A JP S61235656A JP 60075001 A JP60075001 A JP 60075001A JP 7500185 A JP7500185 A JP 7500185A JP S61235656 A JPS61235656 A JP S61235656A
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- JP
- Japan
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- heat
- heat pump
- steam
- pump device
- compressor
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- 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.)
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
Landscapes
- Central Heating Systems (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (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】
産業上の利用分野
本発明は化学プラントにおける省エネルギー技術の一環
として比較的低温の熱エネルギーの回収に関し、詳しく
は蒸発、蒸留操作によって発生する蒸気の廃熱を回収す
るにあたり、これを低温熱源とするヒートポンプを構成
し、高温熱源として後続の他装置に供給するようにした
回収熱の有効利用に関するものである。
として比較的低温の熱エネルギーの回収に関し、詳しく
は蒸発、蒸留操作によって発生する蒸気の廃熱を回収す
るにあたり、これを低温熱源とするヒートポンプを構成
し、高温熱源として後続の他装置に供給するようにした
回収熱の有効利用に関するものである。
従来の技術
ヒートポンプ装置は圧縮式と吸収式を原理とするものが
知られており、これを用いた熱回収の方式として熱交換
器を用い、熱圧縮機に吸引させエンタルピーを上昇させ
て熱源とする再使用方式が行われている。その際に熱交
換器として液膜流下式加熱缶を使用し、シェル側に廃熱
を供給し、チューブ側には熱媒の水を循環させて水蒸気
を発生させ、水蒸気を機械式圧縮機に送るものがすでに
提案されていて、廃熱の保有する潜熱は間接的に水蒸気
に転換されて回収されている。一方、吸収式ヒートポン
プの方式では機械式圧縮機に代えて第２攬吸収ヒートポ
ンプによる構成も可能である。
知られており、これを用いた熱回収の方式として熱交換
器を用い、熱圧縮機に吸引させエンタルピーを上昇させ
て熱源とする再使用方式が行われている。その際に熱交
換器として液膜流下式加熱缶を使用し、シェル側に廃熱
を供給し、チューブ側には熱媒の水を循環させて水蒸気
を発生させ、水蒸気を機械式圧縮機に送るものがすでに
提案されていて、廃熱の保有する潜熱は間接的に水蒸気
に転換されて回収されている。一方、吸収式ヒートポン
プの方式では機械式圧縮機に代えて第２攬吸収ヒートポ
ンプによる構成も可能である。
発明が解決しようとする問題点
上述のようなヒートポンプ装置を化学プラントのシステ
ム中に組込み、第１の装置での発生熱を熱源として回収
し、第２の装置への加熱源とする場合には両装置間の運
転操作条件を調和させる必要があり、例えば両装置が同
種の蒸留塔であっても両塔の運転温度条件で中間に接続
されるヒートポンプ装置の作動条件や作動効率が左右さ
れ、プラントシステムとしても影響を受ける。このよう
な観点から中間のヒートポンプの作動に着目すると、前
段蒸留塔々頂のベーパ量が増減すると、蒸留塔々頂の圧
力は一定であるから、水蒸発器の蒸発温度が変化するこ
とにより、圧縮機の吸込量が変動し不安定な状態となる
。逆に圧縮機の吐出側の後段の条件変動が吸込側へ影響
を生ずることは見のがしてはならない事項となっている
。とくに前段蒸留塔のベーパ量が低減すると、水蒸発器
の温度が上昇するため、′負荷低減以上に圧縮機の吸込
容量が減少するから、サージング域に近づき、不安定な
状態で圧縮機が運転されることになる。
ム中に組込み、第１の装置での発生熱を熱源として回収
し、第２の装置への加熱源とする場合には両装置間の運
転操作条件を調和させる必要があり、例えば両装置が同
種の蒸留塔であっても両塔の運転温度条件で中間に接続
されるヒートポンプ装置の作動条件や作動効率が左右さ
れ、プラントシステムとしても影響を受ける。このよう
な観点から中間のヒートポンプの作動に着目すると、前
段蒸留塔々頂のベーパ量が増減すると、蒸留塔々頂の圧
力は一定であるから、水蒸発器の蒸発温度が変化するこ
とにより、圧縮機の吸込量が変動し不安定な状態となる
。逆に圧縮機の吐出側の後段の条件変動が吸込側へ影響
を生ずることは見のがしてはならない事項となっている
。とくに前段蒸留塔のベーパ量が低減すると、水蒸発器
の温度が上昇するため、′負荷低減以上に圧縮機の吸込
容量が減少するから、サージング域に近づき、不安定な
状態で圧縮機が運転されることになる。
また、水蒸発器の伝熱効率は前段装置からのベーパ中に
含まれる化学物質がチューブ外面にスケールを生成して
総括的な伝熱係数の低下となって現われることから、ヒ
ートポンプの安定した作動が得られないという欠点もあ
った。
含まれる化学物質がチューブ外面にスケールを生成して
総括的な伝熱係数の低下となって現われることから、ヒ
ートポンプの安定した作動が得られないという欠点もあ
った。
問題点を解決するための手段
そこで、本発明ではプラントシステムに組込まれるヒー
トポンプ装置の安定した運転と、前後段の装置の運転条
件を調和させることを目的とし、ヒートポンプ装置内に
水蒸発器の制御装置を組込むものであって、水蒸発器の
熱媒の循環管路に温度または圧力検知器を設け、調節計
によって循環管路の制御弁を開閉制御することを要旨と
するものであり、ヒートポンプ装置を熱回収のみに設置
するのではなく、システム内の装置のマツチングの機能
をも持たせるようにするものである。即ち、水蒸発器の
交換熱量はＱ＝Ａ−Ｕ・ΔＴで表わされる。
トポンプ装置の安定した運転と、前後段の装置の運転条
件を調和させることを目的とし、ヒートポンプ装置内に
水蒸発器の制御装置を組込むものであって、水蒸発器の
熱媒の循環管路に温度または圧力検知器を設け、調節計
によって循環管路の制御弁を開閉制御することを要旨と
するものであり、ヒートポンプ装置を熱回収のみに設置
するのではなく、システム内の装置のマツチングの機能
をも持たせるようにするものである。即ち、水蒸発器の
交換熱量はＱ＝Ａ−Ｕ・ΔＴで表わされる。
ここでＱが変化するとき圧縮機の吸込圧力を一定にする
ために、液膜流下式熱交換器の総括伝熱係数Ｕが管内の
境膜伝熱係数が律速で決定される場合、液膜流下水量が
増加するとＵが減少するという特性を利用してＵ値を調
整することを特徴とするものである。
ために、液膜流下式熱交換器の総括伝熱係数Ｕが管内の
境膜伝熱係数が律速で決定される場合、液膜流下水量が
増加するとＵが減少するという特性を利用してＵ値を調
整することを特徴とするものである。
実施例
以下本発明の好適な実施例をフローシートで示す図面に
もとづいて説明する。
もとづいて説明する。
第１図において全般的に１０で示すのは液膜流下式熱交
換器である。この熱交換器は公知のものであって、たて
長のシェル１１と、その上下で支持される多数の伝熱管
からなるチューブ１２と、シェルの下部と連通ずる蒸発
缶１３とからなり、シェル１１の下部１４から循環ポン
プ１５を経てシェル１１の頂部１６にかけて熱媒である
水の循環管路１Ｔが構成されている。１Ｂは前段の装置
工からの蒸気の導入口、１９は蒸気の凝縮液の排出口で
あって装置Ｉへ戻されている。
換器である。この熱交換器は公知のものであって、たて
長のシェル１１と、その上下で支持される多数の伝熱管
からなるチューブ１２と、シェルの下部と連通ずる蒸発
缶１３とからなり、シェル１１の下部１４から循環ポン
プ１５を経てシェル１１の頂部１６にかけて熱媒である
水の循環管路１Ｔが構成されている。１Ｂは前段の装置
工からの蒸気の導入口、１９は蒸気の凝縮液の排出口で
あって装置Ｉへ戻されている。
次に２０は電動モータＭで駆動されるターボ式蒸気圧縮
器であって、その吸込側が蒸発缶１３の頂部２１と管２
２で接続されており、吐出側は管２３によって次段の装
置■に接続される。２４は管２２の１部に圧縮機２０の
補機として増設される場合の第２種吸収ヒートポンプを
示す。そしてこの熱圧縮機２０そのものも第２種吸収ヒ
ートポンプと置き換えることが可能であって、この場合
には吸収式ヒートポンプを形成するが、上述のヒートポ
ンプの構成は公知のものである。
器であって、その吸込側が蒸発缶１３の頂部２１と管２
２で接続されており、吐出側は管２３によって次段の装
置■に接続される。２４は管２２の１部に圧縮機２０の
補機として増設される場合の第２種吸収ヒートポンプを
示す。そしてこの熱圧縮機２０そのものも第２種吸収ヒ
ートポンプと置き換えることが可能であって、この場合
には吸収式ヒートポンプを形成するが、上述のヒートポ
ンプの構成は公知のものである。
本発明では上記の構成に調節計が付加されている。即ち
、調節計は前記循環管路１７の熱媒水の流路中間に設け
た調節弁Ｖと、これを制御する温度指示調節計ＴＩＣと
、センサーＳとからなり、センサーＳは蒸発缶１３内の
蒸発温度を検知し、調節計ＴＩＣはセンサーＳの値にも
とづいて弁Ｖの開閉制御をする。温度調節計は圧力検出
型のものとすることもでき、その場合センサーＳは圧力
を検知し、温度指示調節計ＴＩＣは圧力指示調節計ＰＩ
Ｃにおきかえられて弁Ｖを制御する。
、調節計は前記循環管路１７の熱媒水の流路中間に設け
た調節弁Ｖと、これを制御する温度指示調節計ＴＩＣと
、センサーＳとからなり、センサーＳは蒸発缶１３内の
蒸発温度を検知し、調節計ＴＩＣはセンサーＳの値にも
とづいて弁Ｖの開閉制御をする。温度調節計は圧力検出
型のものとすることもでき、その場合センサーＳは圧力
を検知し、温度指示調節計ＴＩＣは圧力指示調節計ＰＩ
Ｃにおきかえられて弁Ｖを制御する。
作用
本発明の構成は上記のようであるから、以下に本装置の
運転の具体的な態様によって本発明の詳細な説明する。
運転の具体的な態様によって本発明の詳細な説明する。
前述の装置工は合成繊維プラントにおける醋酸の回収塔
３０で示され、装置■はメタノールの蒸留塔４０で示さ
れている。回収塔３０の塔頂３１から有機溶剤の蒸気が
排出され、そのベーパーが保有する熱量が熱交換器１０
のシェル１１０１１１へ上部１８から導入され、チュー
ブ１２の伝熱管内を流れる水を昇温させ、溶剤は凝縮し
てシェルの下部１９から回収塔３０へ戻される。熱交換
器１０内ではチューブ１２を通る水が管壁で蒸発し、下
部の液溜に噴出し蒸発缶１３において気液分離する。水
蒸気は蒸発缶１３の上部２１から管２２を経て蒸気圧縮
機２０に送られ、溶剤ベーパの保有熱は圧縮機へ送られ
ることになる・ 一方、液溜１４の凝縮水はポンプ１５を介してシェル１
１の上部１６へ送られチューブ１２内を薄膜で流下し、
循環管路１７を循環して熱交換している。この間にシェ
ル１１を通過する溶剤ベーパはその負荷が低減するとベ
ーパ量が減少するので、水蒸発器の水の沸点が高（なり
、ベーパの比容積が小さくなるため、負荷の減少割合以
上に圧縮機の吸込ベーパ容量が減少して圧縮機サージン
グ域に近づき吸込側の条件変動となる。
３０で示され、装置■はメタノールの蒸留塔４０で示さ
れている。回収塔３０の塔頂３１から有機溶剤の蒸気が
排出され、そのベーパーが保有する熱量が熱交換器１０
のシェル１１０１１１へ上部１８から導入され、チュー
ブ１２の伝熱管内を流れる水を昇温させ、溶剤は凝縮し
てシェルの下部１９から回収塔３０へ戻される。熱交換
器１０内ではチューブ１２を通る水が管壁で蒸発し、下
部の液溜に噴出し蒸発缶１３において気液分離する。水
蒸気は蒸発缶１３の上部２１から管２２を経て蒸気圧縮
機２０に送られ、溶剤ベーパの保有熱は圧縮機へ送られ
ることになる・ 一方、液溜１４の凝縮水はポンプ１５を介してシェル１
１の上部１６へ送られチューブ１２内を薄膜で流下し、
循環管路１７を循環して熱交換している。この間にシェ
ル１１を通過する溶剤ベーパはその負荷が低減するとベ
ーパ量が減少するので、水蒸発器の水の沸点が高（なり
、ベーパの比容積が小さくなるため、負荷の減少割合以
上に圧縮機の吸込ベーパ容量が減少して圧縮機サージン
グ域に近づき吸込側の条件変動となる。
このようなときに温度指示調節計ＴＩＣはセンサーＳの
温度の変化を検知し、制御信号を出力して調節弁Ｖの開
度を大きくするから、循環水量が多くなるように調節さ
れて、水蒸発器のＵ値が低減し、蒸発器の水の沸点は一
定となり、圧縮機２０の吸込側の条件を一定側に戻して
安定させることになる。
温度の変化を検知し、制御信号を出力して調節弁Ｖの開
度を大きくするから、循環水量が多くなるように調節さ
れて、水蒸発器のＵ値が低減し、蒸発器の水の沸点は一
定となり、圧縮機２０の吸込側の条件を一定側に戻して
安定させることになる。
このような伝熱の熱交換の変化は回収塔３０の時々刻々
の運転の変動に伴う有機溶剤ベーパ量変化によって発生
するばかりでな（、比較的長期のスケール生成に伴う変
動によっても発生するが、同様に調節計により弁Ｖの開
または閉として両方向に制御が可能である。
の運転の変動に伴う有機溶剤ベーパ量変化によって発生
するばかりでな（、比較的長期のスケール生成に伴う変
動によっても発生するが、同様に調節計により弁Ｖの開
または閉として両方向に制御が可能である。
また、メタノールの蒸留塔４０側の変動についても同様
に調節計が開、閉の方向に作動する。即ち、圧縮機２０
の吐出側で条件が変化すると、この変動はモータＭの負
荷の変動に現われ、吸込側に変化をおこすから、管２２
を介して蒸発缶１３内の蒸気条件が変化し、同様に調節
計で検出制御されることになる。
に調節計が開、閉の方向に作動する。即ち、圧縮機２０
の吐出側で条件が変化すると、この変動はモータＭの負
荷の変動に現われ、吸込側に変化をおこすから、管２２
を介して蒸発缶１３内の蒸気条件が変化し、同様に調節
計で検出制御されることになる。
同様にして、この制御装置の作動はシステム内の変動条
件に対応するばかりでなく、ヒートポンプ装置自体また
はこれを含むプラントシステム自体の運転条件に対して
も有効に作動する。即ちプラントの環境条件ことに季節
ごとの長期の設定制御にともなう急激な局部的変動に対
しても安定性を保持できる。
件に対応するばかりでなく、ヒートポンプ装置自体また
はこれを含むプラントシステム自体の運転条件に対して
も有効に作動する。即ちプラントの環境条件ことに季節
ごとの長期の設定制御にともなう急激な局部的変動に対
しても安定性を保持できる。
発明の効果
本発明は上述のようにヒートポンプ装置の循環駆動部に
制御装置を加えた簡単な構成になるものでありながら、
本来の熱回収の目的に万全なヒートポンプ装置であるば
かりでな（、前段と後段に接続される装置間にあって自
体が調和機能を有し、しかもプラントの環境条件を含め
、前後段の多様の変動に伴う外的な条件に対しても常に
マツチングをとって安定したプラント運転を可能にずろ
ものである。
制御装置を加えた簡単な構成になるものでありながら、
本来の熱回収の目的に万全なヒートポンプ装置であるば
かりでな（、前段と後段に接続される装置間にあって自
体が調和機能を有し、しかもプラントの環境条件を含め
、前後段の多様の変動に伴う外的な条件に対しても常に
マツチングをとって安定したプラント運転を可能にずろ
ものである。
図面は本発明の好適な実施例をフローシートで示すもの
であって熱回収の熱源側と供給側とを加えてプラントシ
ステムの一部として表現しである。 １０・・・液膜流下式熱交換器、水蒸発器１１・・・シ
ェル、 １２・・・チューブ、 １３・・・蒸発缶、
１５・・・循環ポンプ、 １７・・・循環管路、２
０・・・蒸気圧縮機、 ２２．２３・・・管、ＴＩＣ
・・・温度指示調節計、 ■・・・調節弁、 Ｓ・・
・センサー、 工・・・前段の装置、 ■・・・後段の
装置代理人 三 宅 正 夫 他１名αＱ
であって熱回収の熱源側と供給側とを加えてプラントシ
ステムの一部として表現しである。 １０・・・液膜流下式熱交換器、水蒸発器１１・・・シ
ェル、 １２・・・チューブ、 １３・・・蒸発缶、
１５・・・循環ポンプ、 １７・・・循環管路、２
０・・・蒸気圧縮機、 ２２．２３・・・管、ＴＩＣ
・・・温度指示調節計、 ■・・・調節弁、 Ｓ・・
・センサー、 工・・・前段の装置、 ■・・・後段の
装置代理人 三 宅 正 夫 他１名αＱ
Claims (4)
- （１）前段装置からの蒸気の保有熱を液膜流下式熱交換
器のシェル側に導入し、チューブ側で発生する水蒸気の
保有熱に置換して間接的に回収し、その回収水蒸気を蒸
気圧縮機で昇温し、後段の他装置の加熱源とするように
したヒートポンプ装置であつて、該熱交換器は水蒸発器
であり、そのチューブ側に循環熱媒管路を設け、該管路
に挿入した制御弁と水蒸発器の蒸気温度を検知するセン
サーを有する温度調節計とからなる制御装置を設けたこ
とを特徴とする熱回収用ヒートポンプ装置。 - （２）水蒸発器の蒸気排出側と蒸気圧縮機の吸込口との
間に第２種吸収式ヒートポンプを介在させた特許請求の
範囲第１項に記載のヒートポンプ装置。 - （３）蒸気圧縮機に代えて第２種吸収ヒートポンプを設
置した特許請求の範囲第１項に記載のヒートポンプ装置
。 - （４）制御装置が制御弁と、水蒸発器缶内圧力を感知す
る圧力調節計とからなる特許請求の範囲第１項に記載の
ヒートポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075001A JPS61235656A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075001A JPS61235656A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 熱回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235656A true JPS61235656A (ja) | 1986-10-20 |
| JPH0437345B2 JPH0437345B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=13563531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60075001A Granted JPS61235656A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 熱回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101876499B (zh) | 2009-04-30 | 2012-12-19 | 深圳富泰宏精密工业有限公司 | 热源回收装置及热源回收系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4869149A (ja) * | 1971-12-21 | 1973-09-20 | ||
| JPS5440520U (ja) * | 1977-08-26 | 1979-03-17 | ||
| JPS5511096A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-25 | Mccord James W | Steam generation and recovery device |
-
1985
- 1985-04-09 JP JP60075001A patent/JPS61235656A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4869149A (ja) * | 1971-12-21 | 1973-09-20 | ||
| JPS5440520U (ja) * | 1977-08-26 | 1979-03-17 | ||
| JPS5511096A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-25 | Mccord James W | Steam generation and recovery device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101876499B (zh) | 2009-04-30 | 2012-12-19 | 深圳富泰宏精密工业有限公司 | 热源回收装置及热源回收系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437345B2 (ja) | 1992-06-19 |
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