JPS6066099A - 多連式熱交換器の温度平衡制御方法 - Google Patents
多連式熱交換器の温度平衡制御方法Info
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- JPS6066099A JPS6066099A JP58172919A JP17291983A JPS6066099A JP S6066099 A JPS6066099 A JP S6066099A JP 58172919 A JP58172919 A JP 58172919A JP 17291983 A JP17291983 A JP 17291983A JP S6066099 A JPS6066099 A JP S6066099A
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 13
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Temperature (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、複数個並列に使用される多連式熱交 □換器
の温度平衡制御方法に関するものである。
の温度平衡制御方法に関するものである。
各種プラントの大形化に伴い、そｎに用いられる各種の
熱交換器もそｎに見合って大形化すべきであるが、製造
設備または製作技術の関係で、熱交換器の大形化には限
界があるのが実状である。
熱交換器もそｎに見合って大形化すべきであるが、製造
設備または製作技術の関係で、熱交換器の大形化には限
界があるのが実状である。
このため、大形のプラントにあっては、複数の熱交換器
を配管により並列接続し使用するケースが増えているが
、その場合は、複数個の各熱交換器への流体流量の分配
制御が問題になる。
を配管により並列接続し使用するケースが増えているが
、その場合は、複数個の各熱交換器への流体流量の分配
制御が問題になる。
すなわち、各熱交換器は同一仕様で製作しても、流体抵
抗のバラ付きは避けられないし、これらを接続する配管
の流体抵抗、あるいはそめ途中に設けられる弁の流体抵
抗などにもパラ付きが出るため、各熱交換器への流量分
配に不平衡が生じ、その結果熱交換器各部に温度の不平
衡現象がでる。
抗のバラ付きは避けられないし、これらを接続する配管
の流体抵抗、あるいはそめ途中に設けられる弁の流体抵
抗などにもパラ付きが出るため、各熱交換器への流量分
配に不平衡が生じ、その結果熱交換器各部に温度の不平
衡現象がでる。
これを矯正して、並列に使用されるすべての熱交換器の
温度を平衡させつつ運転する必要がある一６従来この温
度制御方法の一例として特公昭５１−３０３０４号があ
る。
温度を平衡させつつ運転する必要がある一６従来この温
度制御方法の一例として特公昭５１−３０３０４号があ
る。
この方法の主旨は、複数個並列に配質声ｎている多連式
熱交換器における温度制御方法において、各熱交換器に
おける被熱交換流体の入口部を除く同一位置で温度を検
出し、これらの平均温度をめ、該平均温度と前記検出温
度とを比較して熱交換流体の流量を調整することにより
、被熱交換流体の温度を平均化する制御方法が提案され
ている・しかしながら、この方法では平均温度を基準値
として、各熱交換器の熱交換流体の流量を制御する方法
であり、理論的にその流体流量を制御するすべての調節
弁の開度が、全閉付近あるいは全閉状態で温度の平衡関
係が成立することもあり得るため、このままでは実用上
問題がある。
熱交換器における温度制御方法において、各熱交換器に
おける被熱交換流体の入口部を除く同一位置で温度を検
出し、これらの平均温度をめ、該平均温度と前記検出温
度とを比較して熱交換流体の流量を調整することにより
、被熱交換流体の温度を平均化する制御方法が提案され
ている・しかしながら、この方法では平均温度を基準値
として、各熱交換器の熱交換流体の流量を制御する方法
であり、理論的にその流体流量を制御するすべての調節
弁の開度が、全閉付近あるいは全閉状態で温度の平衡関
係が成立することもあり得るため、このままでは実用上
問題がある。
また、全閉方向で平衡しない従来の制御方法として特公
昭５８−９９２０号がある。
昭５８−９９２０号がある。
この方法の主旨は、複数個並列に使用される多連式熱交
換器において、各熱交換器の被熱交換流体の入口部およ
び加熱流体の入口部を除く同一位置に対応する個所の温
度をそれぞれ検出すると共に、これらのうち任意の１点
の温度を制御基準値とし、該制御基準値に前記各検出温
度が一致するごとく各熱交換器の流体流量なｗ４整する
ようにしたものである。
換器において、各熱交換器の被熱交換流体の入口部およ
び加熱流体の入口部を除く同一位置に対応する個所の温
度をそれぞれ検出すると共に、これらのうち任意の１点
の温度を制御基準値とし、該制御基準値に前記各検出温
度が一致するごとく各熱交換器の流体流量なｗ４整する
ようにしたものである。
しかしながら２本方法においては、任意の１点を制御基
準値として、各検出温度が一致するごとく各熱交換器の
流体流量を調整する方法であるため、調節弁が全開にな
ってしまった場合、それ以上に開くことは不可能であり
、制御不能になるという木魚があった。
準値として、各検出温度が一致するごとく各熱交換器の
流体流量を調整する方法であるため、調節弁が全開にな
ってしまった場合、それ以上に開くことは不可能であり
、制御不能になるという木魚があった。
本発明の目的は、前記従来の制御方法における欠点を除
去した、信頼性の高い複数個並列に使用される多連式熱
交換器の温度平衡制御方法を提供することにある。
去した、信頼性の高い複数個並列に使用される多連式熱
交換器の温度平衡制御方法を提供することにある。
本発明は、複数個並列に使用される多連式熱交換器の被
加熱流体の入口部および加熱流体の入口部を除く同一位
置に対応する個所の温度をそれぞれ検出し、検出値と制
御基準値との比較演算により前記各検出温度が一致する
如く各熱交換器の流体流量を調節するようにした多連式
熱交換器の温度平衡制御方法において、制御基準値と前
記各検出温度とを比較演算して被加熱流体または加熱流
体の各操作端の各必要変位量を算出し、現時点の各操作
端の操作量に前記各必要変位量を数学的に加算して数学
的に操作量が最大となった操作端の操作量が実際的な操
作量の最大値となるように他の各操作端の操作量を修正
し、この修正した各操作端の操作量を操作出力として各
熱交換器の流体流量を調整することにより、多連式熱交
換器の温度を平衡制御するようにしたものである。
加熱流体の入口部および加熱流体の入口部を除く同一位
置に対応する個所の温度をそれぞれ検出し、検出値と制
御基準値との比較演算により前記各検出温度が一致する
如く各熱交換器の流体流量を調節するようにした多連式
熱交換器の温度平衡制御方法において、制御基準値と前
記各検出温度とを比較演算して被加熱流体または加熱流
体の各操作端の各必要変位量を算出し、現時点の各操作
端の操作量に前記各必要変位量を数学的に加算して数学
的に操作量が最大となった操作端の操作量が実際的な操
作量の最大値となるように他の各操作端の操作量を修正
し、この修正した各操作端の操作量を操作出力として各
熱交換器の流体流量を調整することにより、多連式熱交
換器の温度を平衡制御するようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。
第１図は熱交換器群が４個の場合を示したもので、Ｈ＋
−Ｈ４は並列に接続された熱交換器、ＡおよびＢはそ
れぞれの熱交換器Ｈ３〜Ｈ４を流通する加熱流体および
被加熱流体、ＴＣ１〜ＴＣ，は外部信号により設定値が
設定されるいわゆるカスケードＰＩＤ制御の温度調節機
能を有する演算ブロックを示し、実施例ではア部の温度
がすべての演算ブロックＴｅ１−Ｔｅ３の設定値であり
、ア、イ、つ、二部がそれぞれの演算ブロックＴＣ，−
ＴＣ，の測定値入力となっている。また、実施例ではこ
の演算ブロックＴＣ，〜ＴＣ４は電子計算機内部のソフ
トウェアとして処理されているものである。ＣＶ、〜Ｃ
■番は各熱交換器Ｈ３〜ルにおける被加熱流体Ｂの流通
量を制御する調節弁で、それぞれ演算ブロックＴ Ｃ，
−Ｔｅ３の操作出力に応じて作動するように構成されて
いる。
−Ｈ４は並列に接続された熱交換器、ＡおよびＢはそ
れぞれの熱交換器Ｈ３〜Ｈ４を流通する加熱流体および
被加熱流体、ＴＣ１〜ＴＣ，は外部信号により設定値が
設定されるいわゆるカスケードＰＩＤ制御の温度調節機
能を有する演算ブロックを示し、実施例ではア部の温度
がすべての演算ブロックＴｅ１−Ｔｅ３の設定値であり
、ア、イ、つ、二部がそれぞれの演算ブロックＴＣ，−
ＴＣ，の測定値入力となっている。また、実施例ではこ
の演算ブロックＴＣ，〜ＴＣ４は電子計算機内部のソフ
トウェアとして処理されているものである。ＣＶ、〜Ｃ
■番は各熱交換器Ｈ３〜ルにおける被加熱流体Ｂの流通
量を制御する調節弁で、それぞれ演算ブロックＴ Ｃ，
−Ｔｅ３の操作出力に応じて作動するように構成されて
いる。
以上の構成において、ＤＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＤｉｇｉｔ
ａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）によるＰＩＤ（サンプリング制
御）を行うと、その時点における必要変位量が、例えば
第２図に示した必要変位の如く演算される。ここで、演
算ブロックＴＣ，は設定値と測定値が同一であり、必要
変位は常に零となる。この時の調節弁Ｃ■１〜ＣＶ４の
弁開度は、例えばそれぞれ第２図の弁開度ａであったと
すると、演算後に出力されるべき弁開度はそれぞれ第２
図のａに必要変位を加算したもの、すなわち、それぞれ
第２図の弁開度ｂ′となる。しかしながら、演算ブロッ
クＴＣ，においては、弁開度すが１００係を越えており
、現実的にはあり得ない。
ａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）によるＰＩＤ（サンプリング制
御）を行うと、その時点における必要変位量が、例えば
第２図に示した必要変位の如く演算される。ここで、演
算ブロックＴＣ，は設定値と測定値が同一であり、必要
変位は常に零となる。この時の調節弁Ｃ■１〜ＣＶ４の
弁開度は、例えばそれぞれ第２図の弁開度ａであったと
すると、演算後に出力されるべき弁開度はそれぞれ第２
図のａに必要変位を加算したもの、すなわち、それぞれ
第２図の弁開度ｂ′となる。しかしながら、演算ブロッ
クＴＣ，においては、弁開度すが１００係を越えており
、現実的にはあり得ない。
この不合理を解決するため、調節弁ＣＶ１〜Ｃｖ４の総
流量は不変であることから、演算ブロックＴＣａ０：！
調節弁ＣＶ ｓを開く代りに、他の演算ブロック’ｒｃ
＋ 、 ＴＣｌ ｌ Ｔｅ３ （７）調節弁ＣＶ、 、
ｃＶ＊ 、 ＣＶ４ ヲすべて閉側に操作して流体抵
抗を与えることにより、演算ブロックＴＣ，の調節弁Ｃ
Ｖｓの流量を増加させても同一効果を得ることができ、
このように修正したものを第２図に弁開度Ｃとして示す
。
流量は不変であることから、演算ブロックＴＣａ０：！
調節弁ＣＶ ｓを開く代りに、他の演算ブロック’ｒｃ
＋ 、 ＴＣｌ ｌ Ｔｅ３ （７）調節弁ＣＶ、 、
ｃＶ＊ 、 ＣＶ４ ヲすべて閉側に操作して流体抵
抗を与えることにより、演算ブロックＴＣ，の調節弁Ｃ
Ｖｓの流量を増加させても同一効果を得ることができ、
このように修正したものを第２図に弁開度Ｃとして示す
。
したがって、最終修正した第２図の弁開度Ｃをその制御
時点における弁開度として操作端に出力するものである
。
時点における弁開度として操作端に出力するものである
。
上述した説明とは逆に、現時点の弁開度ａに必要変位を
加算した弁開度すの最大値が１００％に未達の場合には
、上述とは反対に、１００俤開度の調節弁はそのままと
しておき、他の調節弁をすべて開側に操作して流体抵抗
を減少させることにより、ＩＱ０９６開度の調節弁の流
量を減少させても同一効果を得ることができ、このよう
に修正したものを各調節弁ｃｖ、−ｃｖ、の弁開度Ｃと
して操作端に出力するものである。
加算した弁開度すの最大値が１００％に未達の場合には
、上述とは反対に、１００俤開度の調節弁はそのままと
しておき、他の調節弁をすべて開側に操作して流体抵抗
を減少させることにより、ＩＱ０９６開度の調節弁の流
量を減少させても同一効果を得ることができ、このよう
に修正したものを各調節弁ｃｖ、−ｃｖ、の弁開度Ｃと
して操作端に出力するものである。
以下、サンプリング毎に上述と同様な操作を繰返すこと
により、各熱交換器の温度を平衡制御することができる
。
により、各熱交換器の温度を平衡制御することができる
。
上述の実施例では調節弁の最大の開度は１００憾として
説明したが、制御上の都合等で理論上最大値はＯチを除
きＯ〜１００９６の間で任意に決めることができ、電子
計算機内部のソフトウェアにより自由に計画することが
できる。
説明したが、制御上の都合等で理論上最大値はＯチを除
きＯ〜１００９６の間で任意に決めることができ、電子
計算機内部のソフトウェアにより自由に計画することが
できる。
また、上述の実施例では各熱交換器Ｈ３〜Ｈ４における
被加熱流体Ｂの流通量を調整する場合について説明した
が、上述と同様な操作により加熱流体Ａの流通量をｗＩ
差して各熱交換器Ｈ３〜ルの温度を平衡制御することも
できる。
被加熱流体Ｂの流通量を調整する場合について説明した
が、上述と同様な操作により加熱流体Ａの流通量をｗＩ
差して各熱交換器Ｈ３〜ルの温度を平衡制御することも
できる。
以上説明したごとく本発明によれば、従来技術のどと曵
すべての調節弁が全開もし、＜は全閉付近にて収束する
こともなく、また、開方向で制御不能となることもな（
、多連式熱交換器の温度を常開平衝して制御することが
できる。
すべての調節弁が全開もし、＜は全閉付近にて収束する
こともなく、また、開方向で制御不能となることもな（
、多連式熱交換器の温度を常開平衝して制御することが
できる。
第１図は本発明による多連式熱交換器の温度平衡制御方
法を実施した装置の一例を示す系統図。 第２図は各調節弁の作動を説明するための線図である。 Ｈ１〜Ｈ４・・・・・・熱交換器、Ｔ Ｃ＋ ＝ Ｔ
Ｃ４・・・・・・演算ブロック、ＣＶ＋〜ＣＶ４・・・
・・・調節弁、Ａ・・・・・・加熱流体、Ｂ・・・・・
・被加熱流体。
法を実施した装置の一例を示す系統図。 第２図は各調節弁の作動を説明するための線図である。 Ｈ１〜Ｈ４・・・・・・熱交換器、Ｔ Ｃ＋ ＝ Ｔ
Ｃ４・・・・・・演算ブロック、ＣＶ＋〜ＣＶ４・・・
・・・調節弁、Ａ・・・・・・加熱流体、Ｂ・・・・・
・被加熱流体。
Claims (1)
- １ 複数個並列に使用さｎる多連式熱交換器の被加熱流
体の入口部および加熱流体の入口部を除く同−位置に対
応する個所の温度をそれぞれ検出し、検出値と制御基準
値との比較演算により前記各検出温度が一致する如く各
熱交換器の流体流量を調整するようにした多連式熱交換
器の温度平衡制御方法において、制御基準値と前記各検
出温度とを比較演算して被加熱流体または加熱流体の各
操作端の各必要変位量を算出し、現時点の各操作端の操
作量に前記各必要変位量を数学的に加算して数学的に操
作量が最大となった操作端の操作量が実際的な操作量の
最大値となるように他の各操作端の操作量を修正し、こ
の修正した各操作端の操作量を操作出力として各熱交換
器の流体流量を調整することを特徴とする多連式熱交換
器の温度平衡制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172919A JPS6066099A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 多連式熱交換器の温度平衡制御方法 |
| EP84110459A EP0138016B1 (en) | 1983-09-21 | 1984-09-03 | Method and apparatus for the temperature balancing control of a plurality of heat exchangers |
| DE8484110459T DE3483712D1 (de) | 1983-09-21 | 1984-09-03 | Verfahren und vorrichtung zur steuerung des temperaturausgleichs mehrerer waermeaustauscher. |
| US06/650,526 US4601328A (en) | 1983-09-21 | 1984-09-14 | Method and apparatus for the temperature balancing control of a plurality of heat exchangers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172919A JPS6066099A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 多連式熱交換器の温度平衡制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066099A true JPS6066099A (ja) | 1985-04-16 |
| JPS6329199B2 JPS6329199B2 (ja) | 1988-06-13 |
Family
ID=15950780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58172919A Granted JPS6066099A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 多連式熱交換器の温度平衡制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4601328A (ja) |
| EP (1) | EP0138016B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6066099A (ja) |
| DE (1) | DE3483712D1 (ja) |
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-
1983
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-
1984
- 1984-09-03 EP EP84110459A patent/EP0138016B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-09-03 DE DE8484110459T patent/DE3483712D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-09-14 US US06/650,526 patent/US4601328A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186953U (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6329199B2 (ja) | 1988-06-13 |
| EP0138016B1 (en) | 1990-12-05 |
| EP0138016A2 (en) | 1985-04-24 |
| EP0138016A3 (en) | 1987-07-15 |
| US4601328A (en) | 1986-07-22 |
| DE3483712D1 (de) | 1991-01-17 |
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