JPH07167526A - 液体の加熱冷却装置 - Google Patents
液体の加熱冷却装置Info
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- JPH07167526A JPH07167526A JP5313138A JP31313893A JPH07167526A JP H07167526 A JPH07167526 A JP H07167526A JP 5313138 A JP5313138 A JP 5313138A JP 31313893 A JP31313893 A JP 31313893A JP H07167526 A JPH07167526 A JP H07167526A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒートポンプ装置を用いたこの種の液体の加
熱冷却装置において、その装置の大型化の一因であった
蓄熱タンクの設置を省略し、比較的コンパクトな液体の
加熱冷却装置を提供する。 【構成】 処理管路11に上流側から加熱器14と冷却
器16とを順に設置し、加熱器14と冷却器16とのそ
れぞれの熱源としてヒートポンプ装置21の凝縮器24
と蒸発器23とを用い、培養液Lを凝縮器24の発生熱
により所定の高温に加熱した後、その培養液Lを蒸発器
23の冷却熱を用いて冷却する,加熱殺菌装置1におい
て、処理管路11の加熱器14と冷却器16との間に、
クーリングタワー装置28を有する第2の冷却器15を
設置し、このクーリングタワー装置28は冷却器16に
よる冷却熱量と加熱された培養液Lを所要の温度にする
ための冷却熱量との差分に相当する冷却熱量を発生す
る。
熱冷却装置において、その装置の大型化の一因であった
蓄熱タンクの設置を省略し、比較的コンパクトな液体の
加熱冷却装置を提供する。 【構成】 処理管路11に上流側から加熱器14と冷却
器16とを順に設置し、加熱器14と冷却器16とのそ
れぞれの熱源としてヒートポンプ装置21の凝縮器24
と蒸発器23とを用い、培養液Lを凝縮器24の発生熱
により所定の高温に加熱した後、その培養液Lを蒸発器
23の冷却熱を用いて冷却する,加熱殺菌装置1におい
て、処理管路11の加熱器14と冷却器16との間に、
クーリングタワー装置28を有する第2の冷却器15を
設置し、このクーリングタワー装置28は冷却器16に
よる冷却熱量と加熱された培養液Lを所要の温度にする
ための冷却熱量との差分に相当する冷却熱量を発生す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、管路内を流れる流体
に対して加熱および冷却を行なう,液体の加熱冷却装置
に関し、その加熱および冷却にヒートポンプ装置を用い
たものに関する。
に対して加熱および冷却を行なう,液体の加熱冷却装置
に関し、その加熱および冷却にヒートポンプ装置を用い
たものに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、水耕栽培に用いる栽培液やその
他食品工業のプロセス液等においては、その液体の殺菌
等のため、管路内に液体を流しながらその液体を一定温
度に加熱した後、所要の温度まで冷却することが行なわ
れている。
他食品工業のプロセス液等においては、その液体の殺菌
等のため、管路内に液体を流しながらその液体を一定温
度に加熱した後、所要の温度まで冷却することが行なわ
れている。
【0003】そして、ヒートポンプ装置は、加熱装置と
冷却装置とを併せ持つものであるので、前記の用途にヒ
ートポンプ装置を利用することが提案されている(例え
ば、特開昭60−184331号公報参照)。
冷却装置とを併せ持つものであるので、前記の用途にヒ
ートポンプ装置を利用することが提案されている(例え
ば、特開昭60−184331号公報参照)。
【0004】ところで、ヒートポンプ装置においては加
熱熱量と冷却熱量とが連動するものであり、また、管路
内を流れる液体の温度は気温等の負荷条件によって変動
するものである。
熱熱量と冷却熱量とが連動するものであり、また、管路
内を流れる液体の温度は気温等の負荷条件によって変動
するものである。
【0005】そのうえ、一般にヒートポンプ装置におい
てはその冷却能力が加熱能力より小さいものであるた
め、ヒートポンプ装置のみによって液体の冷却を行なう
と、その液体は当初の液温より高い温度までしか冷却す
ることができない(以下、この明細書では冷却限界温度
という)。
てはその冷却能力が加熱能力より小さいものであるた
め、ヒートポンプ装置のみによって液体の冷却を行なう
と、その液体は当初の液温より高い温度までしか冷却す
ることができない(以下、この明細書では冷却限界温度
という)。
【0006】そのため、前記のように対象となる液体の
温度が変動するものであって、かつ所定の温度に加熱
し,その後冷却限界温度よりも低温にまで冷却するもの
について、ヒートポンプ装置を利用する場合には、一般
に、ヒートポンプ装置により生じた熱量を一旦蓄熱タン
クに蓄え、必要に応じてこれから必要分の熱量を取り出
すこととして、対象物を所定の加熱温度あるいは冷却温
度とすることとされている。
温度が変動するものであって、かつ所定の温度に加熱
し,その後冷却限界温度よりも低温にまで冷却するもの
について、ヒートポンプ装置を利用する場合には、一般
に、ヒートポンプ装置により生じた熱量を一旦蓄熱タン
クに蓄え、必要に応じてこれから必要分の熱量を取り出
すこととして、対象物を所定の加熱温度あるいは冷却温
度とすることとされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、ヒートポン
プ装置を利用した従来のこの種の液体の加熱冷却装置に
おいては、そのヒートポンプ装置の能力に応じて比較的
大型のタンクからなる蓄熱タンクの設置が必要であり、
液体の加熱冷却装置が大型化する一因となっていた。
プ装置を利用した従来のこの種の液体の加熱冷却装置に
おいては、そのヒートポンプ装置の能力に応じて比較的
大型のタンクからなる蓄熱タンクの設置が必要であり、
液体の加熱冷却装置が大型化する一因となっていた。
【0008】この発明は、このような事情に基づいてな
されたもので、ヒートポンプ装置を用いたこの種の液体
の加熱冷却装置であって液体をヒートポンプ装置の蒸発
器に依存した冷却限界温度を越えて冷却するものにおい
て、その装置の大型化の一因であった蓄熱タンクの設置
を省略し、比較的コンパクトな液体の加熱冷却装置を提
供することを目的とするものである。
されたもので、ヒートポンプ装置を用いたこの種の液体
の加熱冷却装置であって液体をヒートポンプ装置の蒸発
器に依存した冷却限界温度を越えて冷却するものにおい
て、その装置の大型化の一因であった蓄熱タンクの設置
を省略し、比較的コンパクトな液体の加熱冷却装置を提
供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、液体が流通する管路に上流
側から加熱器と冷却器とを順に設置し、前記加熱器と冷
却器とのそれぞれの熱源としてヒートポンプ装置の凝縮
器と蒸発器とを用い、前記液体を前記凝縮器の発生熱に
より所定の高温に加熱した後、その液体を前記蒸発器の
冷却熱を用いて冷却する,液体の加熱冷却装置におい
て、前記管路の加熱器と冷却器との間に、前記ヒートポ
ンプ装置とは独立の熱源を有する第2の冷却器を設置す
るとともに、この第2の冷却器の熱源は、前記加熱され
た液体を所要の温度にするための冷却熱量と前記冷却器
による冷却熱量との差分に相当する冷却熱量を発生する
ことを特徴とする。
に、請求項1記載の発明は、液体が流通する管路に上流
側から加熱器と冷却器とを順に設置し、前記加熱器と冷
却器とのそれぞれの熱源としてヒートポンプ装置の凝縮
器と蒸発器とを用い、前記液体を前記凝縮器の発生熱に
より所定の高温に加熱した後、その液体を前記蒸発器の
冷却熱を用いて冷却する,液体の加熱冷却装置におい
て、前記管路の加熱器と冷却器との間に、前記ヒートポ
ンプ装置とは独立の熱源を有する第2の冷却器を設置す
るとともに、この第2の冷却器の熱源は、前記加熱され
た液体を所要の温度にするための冷却熱量と前記冷却器
による冷却熱量との差分に相当する冷却熱量を発生する
ことを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明によれば、管路の加熱器と
冷却器との間に、前記ヒートポンプ装置とは独立の熱源
を有する第2の冷却器を設置するとともに、この第2の
冷却器の熱源は、前記加熱された液体を所要の温度にす
るための冷却熱量と前記冷却器による冷却熱量との差分
に相当する冷却熱量を発生するので、液体の当初の温度
に応じてヒートポンプ装置を運転することにより、液体
を所定の高温とすることができる。
冷却器との間に、前記ヒートポンプ装置とは独立の熱源
を有する第2の冷却器を設置するとともに、この第2の
冷却器の熱源は、前記加熱された液体を所要の温度にす
るための冷却熱量と前記冷却器による冷却熱量との差分
に相当する冷却熱量を発生するので、液体の当初の温度
に応じてヒートポンプ装置を運転することにより、液体
を所定の高温とすることができる。
【0011】そして、その後にその液体を冷却限界温度
より低温の所要の温度に冷却する場合、第2の冷却器に
より前記差分に相当する冷却がヒートポンプ装置とは独
立に行なわれるので、第2の冷却器の熱源の少しの運転
で液体を効率よく所要の温度に冷却することができる。
より低温の所要の温度に冷却する場合、第2の冷却器に
より前記差分に相当する冷却がヒートポンプ装置とは独
立に行なわれるので、第2の冷却器の熱源の少しの運転
で液体を効率よく所要の温度に冷却することができる。
【0012】そのうえ、第2の冷却器による冷却が先に
行われるので、その冷却が効率的に行われ、第2の冷却
器の熱源として比較的簡易な装置を用いることができ
る。
行われるので、その冷却が効率的に行われ、第2の冷却
器の熱源として比較的簡易な装置を用いることができ
る。
【0013】したがって、この発明によれば、ヒートポ
ンプ装置を用いた液体の加熱冷却装置における冷却の不
足が前記第2の冷却器の運転により調整され、従来のよ
うな蓄熱タンクの設置が不要となるので、液体の加熱冷
却装置をコンパクトなものとすることができる。
ンプ装置を用いた液体の加熱冷却装置における冷却の不
足が前記第2の冷却器の運転により調整され、従来のよ
うな蓄熱タンクの設置が不要となるので、液体の加熱冷
却装置をコンパクトなものとすることができる。
【0014】
【実施例】以下、図面に示す実施例によりこの発明を説
明するが、まず、図1および2により水耕栽培用の培養
液の加熱殺菌装置として構成した第1実施例を説明す
る。
明するが、まず、図1および2により水耕栽培用の培養
液の加熱殺菌装置として構成した第1実施例を説明す
る。
【0015】図1において、1は加熱殺菌装置を示し、
2は水耕栽培用ベッド、3は培養液タンクである。
2は水耕栽培用ベッド、3は培養液タンクである。
【0016】水耕栽培用ベッド2には、培養液タンク3
から培養液Lが循環管路4を介してポンプ5により循環
供給するようになっている。
から培養液Lが循環管路4を介してポンプ5により循環
供給するようになっている。
【0017】そして、前記培養液タンク3内に貯溜され
ている培養液Lについて適宜に加熱殺菌処理を行なうた
めに、次のような加熱殺菌装置1が設置されている。
ている培養液Lについて適宜に加熱殺菌処理を行なうた
めに、次のような加熱殺菌装置1が設置されている。
【0018】すなわち、この実施例の加熱殺菌装置1
は、前記培養液タンク3から培養液Lを循環させてその
加熱殺菌処理を行なうための処理管路11を有する。
は、前記培養液タンク3から培養液Lを循環させてその
加熱殺菌処理を行なうための処理管路11を有する。
【0019】処理管路11は前記培養液タンク3から培
養液Lを取り出し,循環させる循環ポンプ12を有し、
循環ポンプ12から送り出された培養液Lは第1の電動
制御弁6を経てまず第2の加熱器13内を満たして予備
的な加熱が行なわれる。
養液Lを取り出し,循環させる循環ポンプ12を有し、
循環ポンプ12から送り出された培養液Lは第1の電動
制御弁6を経てまず第2の加熱器13内を満たして予備
的な加熱が行なわれる。
【0020】そして、前記第2の加熱器13から送り出
された培養液Lは、その後、加熱器14,第2の加熱器
13,第2の冷却器15,冷却器16を順に処理管路1
1内を流れて通過し、この後前記培養液タンク3に還流
するようになっている。
された培養液Lは、その後、加熱器14,第2の加熱器
13,第2の冷却器15,冷却器16を順に処理管路1
1内を流れて通過し、この後前記培養液タンク3に還流
するようになっている。
【0021】なお、この処理管路11にはこれを流れる
培養液Lの温度の微調整のため、前記冷却器16を迂回
するバイパス管路17が第2の電動制御弁18を介して
設置されている。
培養液Lの温度の微調整のため、前記冷却器16を迂回
するバイパス管路17が第2の電動制御弁18を介して
設置されている。
【0022】そして、前記加熱器14と冷却器16と
は、次に述べるように、単一のヒートポンプ装置21に
よる熱源を利用したものである。なお、ここでいう単一
とはヒートポンプ回路が単一であることに限らず,例え
ば多段式ヒートポンプ装置のように複数のヒートポンプ
回路が互いに連関して熱的に単一に構成されたものをも
含む概念である。
は、次に述べるように、単一のヒートポンプ装置21に
よる熱源を利用したものである。なお、ここでいう単一
とはヒートポンプ回路が単一であることに限らず,例え
ば多段式ヒートポンプ装置のように複数のヒートポンプ
回路が互いに連関して熱的に単一に構成されたものをも
含む概念である。
【0023】この実施例のヒートポンプ装置21は、そ
の内部に冷媒を圧縮するためのコンプレッサ22と蒸発
器23と凝縮器24とを有するヒートポンプ回路25を
備えている。
の内部に冷媒を圧縮するためのコンプレッサ22と蒸発
器23と凝縮器24とを有するヒートポンプ回路25を
備えている。
【0024】このヒートポンプ回路25において、前記
蒸発器23および凝縮器24はそれぞれ前記冷却器16
と加熱器14との熱源である。
蒸発器23および凝縮器24はそれぞれ前記冷却器16
と加熱器14との熱源である。
【0025】これらの蒸発器23および凝縮器24に
は、冷熱あるいは温熱を水に伝達するための熱交換器2
3a,24aが設置されており、前記ヒートポンプ回路
25からの熱的出力は水を媒体として冷水または温水と
して行なわれるようになっている。
は、冷熱あるいは温熱を水に伝達するための熱交換器2
3a,24aが設置されており、前記ヒートポンプ回路
25からの熱的出力は水を媒体として冷水または温水と
して行なわれるようになっている。
【0026】なお、本願を実施する場合、前記と異なり
ヒートポンプ回路25を構成する冷媒と前記培養液Lと
の間で直接熱交換させることも可能であるが、管路から
の冷媒の漏れにより冷媒が培養液L中に混入するおそれ
を回避するため前記のように冷水または温水を介在させ
間接的な熱交換を行うこととしたものである。
ヒートポンプ回路25を構成する冷媒と前記培養液Lと
の間で直接熱交換させることも可能であるが、管路から
の冷媒の漏れにより冷媒が培養液L中に混入するおそれ
を回避するため前記のように冷水または温水を介在させ
間接的な熱交換を行うこととしたものである。
【0027】前記凝縮器24の熱交換器24aと前記加
熱器14内との間には温水循環管路26が形成されてお
り、前記蒸発器23の熱交換器23aと前記冷却器16
内との間には冷水循環管路27が形成されている。な
お、これらの温水,冷水循環管路26,27において、
26a,27aはそれぞれの循環ポンプである。
熱器14内との間には温水循環管路26が形成されてお
り、前記蒸発器23の熱交換器23aと前記冷却器16
内との間には冷水循環管路27が形成されている。な
お、これらの温水,冷水循環管路26,27において、
26a,27aはそれぞれの循環ポンプである。
【0028】したがって、前記凝縮器24において発生
した温熱は、温水循環管路26を経て前記加熱器14内
を温水で満たすことにより、前記処理管路11内の培養
液Lを加熱する。
した温熱は、温水循環管路26を経て前記加熱器14内
を温水で満たすことにより、前記処理管路11内の培養
液Lを加熱する。
【0029】この場合に、前記ヒートポンプ装置21の
運転は培養液Lを所要の温度に加熱するために必要な状
態で行なわれ、培養液Lの当初の温度の如何にかかわら
ず所要の温度に加熱し、培養液Lの加熱殺菌が行なわれ
る。
運転は培養液Lを所要の温度に加熱するために必要な状
態で行なわれ、培養液Lの当初の温度の如何にかかわら
ず所要の温度に加熱し、培養液Lの加熱殺菌が行なわれ
る。
【0030】その後、処理管路11内の培養液Lは、第
2の加熱器13内の処理管路11内を流通することとな
る。この第2の加熱器13においては、この処理管路1
1内の培養液Lが加熱源となって、前述したように培養
液タンク3から第2の加熱器13内に導かれた培養液L
を予備的に加熱する。この培養液タンク3から導かれた
培養液Lの予備的な加熱に伴い、前記処理管路11内を
流れる培養液Lの熱が放熱され、後続の冷却過程での冷
却負荷が軽減される。
2の加熱器13内の処理管路11内を流通することとな
る。この第2の加熱器13においては、この処理管路1
1内の培養液Lが加熱源となって、前述したように培養
液タンク3から第2の加熱器13内に導かれた培養液L
を予備的に加熱する。この培養液タンク3から導かれた
培養液Lの予備的な加熱に伴い、前記処理管路11内を
流れる培養液Lの熱が放熱され、後続の冷却過程での冷
却負荷が軽減される。
【0031】前記第2の加熱器13内の処理管路11を
経た培養液Lは、この後、先に触れた冷却器16の前
に、第2の冷却器15内を処理管路11のままで経由す
る。
経た培養液Lは、この後、先に触れた冷却器16の前
に、第2の冷却器15内を処理管路11のままで経由す
る。
【0032】この第2の冷却器15は、前記のヒートポ
ンプ装置21とは独立に構成された冷却器であって、こ
の実施例ではクーリングタワー装置28により構成され
ているが、これに限らずその他の冷却装置を用いてもよ
い。
ンプ装置21とは独立に構成された冷却器であって、こ
の実施例ではクーリングタワー装置28により構成され
ているが、これに限らずその他の冷却装置を用いてもよ
い。
【0033】この第2の冷却器15においては、クーリ
ングタワー装置28で大気中に放熱した冷却水Wは第2
の冷却器15の内部を満たしつつ循環され、前記処理管
路11中を流れる培養液Lを予備的に冷却する。
ングタワー装置28で大気中に放熱した冷却水Wは第2
の冷却器15の内部を満たしつつ循環され、前記処理管
路11中を流れる培養液Lを予備的に冷却する。
【0034】前記クーリングタワー装置28は、この発
明でいう第2の冷却器15の熱源であって、そのクーリ
ングタワー装置28には第3の電動制御弁29が設置さ
れており、この第3の電動制御弁29は循環する冷却水
W中のうちシャワー装置34に供給され大気との間で積
極的に熱交換を行うことによる交換熱量を適宜の割合に
調整できるものである。
明でいう第2の冷却器15の熱源であって、そのクーリ
ングタワー装置28には第3の電動制御弁29が設置さ
れており、この第3の電動制御弁29は循環する冷却水
W中のうちシャワー装置34に供給され大気との間で積
極的に熱交換を行うことによる交換熱量を適宜の割合に
調整できるものである。
【0035】この第2の冷却器15による前記培養液L
の予備的な冷却は、後から詳しく述べるように制御され
て行なわれ、下流側に設置された冷却器16により処理
管路11中の培養液Lがさらに冷却された結果、その培
養液Lの温度は、ヒートポンプ装置21による冷却限界
温度より低温である,培養液タンクL中の液温と同じ温
度にまで冷却される。
の予備的な冷却は、後から詳しく述べるように制御され
て行なわれ、下流側に設置された冷却器16により処理
管路11中の培養液Lがさらに冷却された結果、その培
養液Lの温度は、ヒートポンプ装置21による冷却限界
温度より低温である,培養液タンクL中の液温と同じ温
度にまで冷却される。
【0036】この第2の冷却器15で適切な温度に冷却
された培養液Lは、次に処理管路11のまま冷却器16
により冷却される。
された培養液Lは、次に処理管路11のまま冷却器16
により冷却される。
【0037】この冷却器16は、前記蒸発器23で発生
した冷熱を冷水循環管路27を経て処理管路11内の培
養液Lに伝達するもので、この冷却器16内を冷水で満
たすことにより前記処理管路11内の培養液Lを冷却す
るものである。
した冷熱を冷水循環管路27を経て処理管路11内の培
養液Lに伝達するもので、この冷却器16内を冷水で満
たすことにより前記処理管路11内の培養液Lを冷却す
るものである。
【0038】そして、蒸発器23で発生する冷熱量は、
ヒートポンプ回路25の運転状況に依存するものであ
り、そのヒートポンプ回路25は前記加熱器14におい
て培養液Lに供給すべき加熱熱量に応じた状況に運転さ
れるものであるため、前記凝縮器24で発生した熱によ
り加熱された培養液Lの液温を培養液タンク3内での液
温にまで冷却するには不十分である。
ヒートポンプ回路25の運転状況に依存するものであ
り、そのヒートポンプ回路25は前記加熱器14におい
て培養液Lに供給すべき加熱熱量に応じた状況に運転さ
れるものであるため、前記凝縮器24で発生した熱によ
り加熱された培養液Lの液温を培養液タンク3内での液
温にまで冷却するには不十分である。
【0039】しかし、本願においては、前記したように
第2の冷却器15により処理管路11内の培養液Lを必
要分だけ予め冷却してあるので、処理管路11内の培養
液Lは冷却器16を通過することにより熱交換され、処
理管路11内の培養液Lの液温を培養液タンク3内の当
初の温度にまで冷却することができる。
第2の冷却器15により処理管路11内の培養液Lを必
要分だけ予め冷却してあるので、処理管路11内の培養
液Lは冷却器16を通過することにより熱交換され、処
理管路11内の培養液Lの液温を培養液タンク3内の当
初の温度にまで冷却することができる。
【0040】なお、培養液Lを当初の温度より低温に冷
却する場合には、前記第2の冷却器15による冷熱量を
大きく設定することとすればよい。
却する場合には、前記第2の冷却器15による冷熱量を
大きく設定することとすればよい。
【0041】このような管路構成からなる加熱殺菌装置
1は、以下に説明するように、第1の電動制御弁6,第
2の電動制御弁18およびクーリングタワー装置28に
ついて電気的な制御が行なわれている。
1は、以下に説明するように、第1の電動制御弁6,第
2の電動制御弁18およびクーリングタワー装置28に
ついて電気的な制御が行なわれている。
【0042】すなわち、第1の電動制御弁6は、処理管
路11を流れる培養液Lの流量を適宜に調整するもの
で、前記加熱器14の下流側に設置した第1の温度セン
サ31からの信号によりその絞り量を調整するものであ
る。
路11を流れる培養液Lの流量を適宜に調整するもの
で、前記加熱器14の下流側に設置した第1の温度セン
サ31からの信号によりその絞り量を調整するものであ
る。
【0043】例えば、前記第1の温度センサ31が低温
を検出した場合第1の電動制御弁6はその弁開度を小さ
くして培養液Lの流量を減少させ、逆に高温の場合には
培養液Lの流量を増大させる。
を検出した場合第1の電動制御弁6はその弁開度を小さ
くして培養液Lの流量を減少させ、逆に高温の場合には
培養液Lの流量を増大させる。
【0044】第2の電動制御弁18は、処理管路11を
流通する培養液Lについて、前記冷却器16を通過する
ものとバイパス管路17を通過するものとの割合を適宜
調整するものである。
流通する培養液Lについて、前記冷却器16を通過する
ものとバイパス管路17を通過するものとの割合を適宜
調整するものである。
【0045】この第2の電動制御弁18は、培養液タン
ク3内の培養液Lの液温を検出する第2の温度センサ3
2からの信号に基づき行なわれ、培養液タンク3内の液
温が高温の場合にはバイパス管路17側の絞りを縮小す
るとともに前記冷却器16から伸びる処理管路11側の
絞りをその分開き、処理管路11を流れる培養液Lで冷
却器16を通過するものの割合を高める。これによっ
て、処理管路11を流れる培養液Lの多くが冷却器16
により冷却されるので、液温が低下する。同時に、冷却
器16における培養液Lの流量が増加するので冷却器1
6での伝熱係数が増大し効率よく液温を低下させること
ができる。
ク3内の培養液Lの液温を検出する第2の温度センサ3
2からの信号に基づき行なわれ、培養液タンク3内の液
温が高温の場合にはバイパス管路17側の絞りを縮小す
るとともに前記冷却器16から伸びる処理管路11側の
絞りをその分開き、処理管路11を流れる培養液Lで冷
却器16を通過するものの割合を高める。これによっ
て、処理管路11を流れる培養液Lの多くが冷却器16
により冷却されるので、液温が低下する。同時に、冷却
器16における培養液Lの流量が増加するので冷却器1
6での伝熱係数が増大し効率よく液温を低下させること
ができる。
【0046】また、培養液タンク3内の液温が低温の場
合には、第2の電動制御弁18は前記と逆に動作する。
合には、第2の電動制御弁18は前記と逆に動作する。
【0047】なお、この第2の電動制御弁18による流
量割合の調整は無段階に行なうことができるので、培養
液タンク3へ還流される培養液Lの温度の微調整が可能
である。
量割合の調整は無段階に行なうことができるので、培養
液タンク3へ還流される培養液Lの温度の微調整が可能
である。
【0048】次に、第2の冷却器15の熱源としてのク
ーリングタワー装置28の制御について説明する。
ーリングタワー装置28の制御について説明する。
【0049】クーリングタワー装置28においては、そ
のファン33の駆動モータと冷却水Wのシャワー装置3
4への供給割合を定める第3の電動制御弁29とが制御
対象である。
のファン33の駆動モータと冷却水Wのシャワー装置3
4への供給割合を定める第3の電動制御弁29とが制御
対象である。
【0050】これらの制御対象は、第2の調節器36か
らの出力信号により制御され、この第2の調節器36に
は第3の温度センサ37(この発明の液体用温度センサ
に相当する)からの信号と第1の調節器38からの信号
が入力され、第1の調節器38には第4の温度センサ4
1(この発明の液状媒体用温度センサに相当する)から
の信号が入力されるようになっている。
らの出力信号により制御され、この第2の調節器36に
は第3の温度センサ37(この発明の液体用温度センサ
に相当する)からの信号と第1の調節器38からの信号
が入力され、第1の調節器38には第4の温度センサ4
1(この発明の液状媒体用温度センサに相当する)から
の信号が入力されるようになっている。
【0051】この第4の温度センサ41は、蒸発器23
で冷却される冷水温度を検出するものである。
で冷却される冷水温度を検出するものである。
【0052】これらの第1の調節器38および第2の調
節器36は同様のものであるので、以下に主に第1の調
節器38について説明し、第2の調節器36に関しては
第1の調節器38との相違点のみを説明する。
節器36は同様のものであるので、以下に主に第1の調
節器38について説明し、第2の調節器36に関しては
第1の調節器38との相違点のみを説明する。
【0053】第1の調節器38はマイクロコンピュータ
からなるCPU44を備え、このCPU44には、入力回路4
5,A/D変換回路46,制御回路47,D/A変換回路4
8,キー入力装置52,表示部53および第2の入力回
路54とが接続されており、これらの各部はオートトラ
ンスからなる電源部55により電源が供給されるととも
に前記CPU44によって一定のルールに従った管理がな
されている。
からなるCPU44を備え、このCPU44には、入力回路4
5,A/D変換回路46,制御回路47,D/A変換回路4
8,キー入力装置52,表示部53および第2の入力回
路54とが接続されており、これらの各部はオートトラ
ンスからなる電源部55により電源が供給されるととも
に前記CPU44によって一定のルールに従った管理がな
されている。
【0054】第1の調節器38において、第4の温度セ
ンサ41からのアナログ信号は前記入力回路45に入力
され、この入力信号はA/D変換回路46でデジタル信号
に変換された後、制御回路47に伝達される。
ンサ41からのアナログ信号は前記入力回路45に入力
され、この入力信号はA/D変換回路46でデジタル信号
に変換された後、制御回路47に伝達される。
【0055】制御回路47は、内部メモリ装置51のデ
ータを参照しつつその入力信号に関して一定の演算処理
を行なうが、この実施例の制御回路47はPID理論演算
を行なう。
ータを参照しつつその入力信号に関して一定の演算処理
を行なうが、この実施例の制御回路47はPID理論演算
を行なう。
【0056】内部メモリ装置51はEEP ROMからなるも
のであり、そのデータ内容の一部はキー入力装置52の
操作により適宜変更することができる。
のであり、そのデータ内容の一部はキー入力装置52の
操作により適宜変更することができる。
【0057】そして、前記制御回路47による演算結果
は、D/A変換回路48でアナログ信号に変換されて出力
される。
は、D/A変換回路48でアナログ信号に変換されて出力
される。
【0058】第2の調節器36の場合には、前記第1の
調節器38からの出力信号は、第2の入力回路54を経
由して制御回路47に入力され、第3の温度センサ37
からの入力信号は前記の場合と同様に入力回路45を経
由して制御回路47に入力される。
調節器38からの出力信号は、第2の入力回路54を経
由して制御回路47に入力され、第3の温度センサ37
からの入力信号は前記の場合と同様に入力回路45を経
由して制御回路47に入力される。
【0059】そして、これらの入力信号は前記と同様に
内部メモリ装置51のデータを参照しつつ所要の演算が
行なわれ、D/A変換回路48を経て制御出力が行なわれ
ることは前記第1の調節器38の場合と同様であり、第
2の調節器36からの制御信号はクーリングタワー装置
28のファン33の駆動モータと第3の電動制御弁29
とに伝達される。
内部メモリ装置51のデータを参照しつつ所要の演算が
行なわれ、D/A変換回路48を経て制御出力が行なわれ
ることは前記第1の調節器38の場合と同様であり、第
2の調節器36からの制御信号はクーリングタワー装置
28のファン33の駆動モータと第3の電動制御弁29
とに伝達される。
【0060】このような制御装置により制御されたクー
リングタワー装置28は、前記第4の温度センサ41に
よる冷水温度と、第2の冷却器15で冷却された培養液
Lについての前記第3の温度センサ37による検出温度
とを参照しながら冷却熱量を発生させる。
リングタワー装置28は、前記第4の温度センサ41に
よる冷水温度と、第2の冷却器15で冷却された培養液
Lについての前記第3の温度センサ37による検出温度
とを参照しながら冷却熱量を発生させる。
【0061】すなわち、第2の冷却器15の冷却能力の
調整は、第3の温度センサ37による検出値を第2の調
節器15により設定する目標値に近づけるように行なう
ものであり、第2の調節器15による目標値は第1の調
節器38を経由する第4の温度センサ41の検出値の上
下により上下変動するものとされている。
調整は、第3の温度センサ37による検出値を第2の調
節器15により設定する目標値に近づけるように行なう
ものであり、第2の調節器15による目標値は第1の調
節器38を経由する第4の温度センサ41の検出値の上
下により上下変動するものとされている。
【0062】前記クーリングタワー装置28が発生する
冷却熱量は、その培養液Lが下流側に設置された冷却器
16により冷却された結果、その培養液Lの温度が培養
液タンク3中の液温と同じものとなるように、すなわ
ち、加熱された培養液Lを所要の温度としての培養液タ
ンク3中の液温にするための冷却熱量と前記冷却器16
による冷却熱量との差分に相当するものである。
冷却熱量は、その培養液Lが下流側に設置された冷却器
16により冷却された結果、その培養液Lの温度が培養
液タンク3中の液温と同じものとなるように、すなわ
ち、加熱された培養液Lを所要の温度としての培養液タ
ンク3中の液温にするための冷却熱量と前記冷却器16
による冷却熱量との差分に相当するものである。
【0063】例えば、第3の温度センサ37の検出温度
が目標値より高い場合には、その信号は第2の調節器3
6に伝達されるが、前記目標値は第4の温度センサ41
からの高めの検出値に応じて第1の調節器38で高めに
算出されたものである。
が目標値より高い場合には、その信号は第2の調節器3
6に伝達されるが、前記目標値は第4の温度センサ41
からの高めの検出値に応じて第1の調節器38で高めに
算出されたものである。
【0064】したがって、これらの信号を受ける第2の
調節器36は、クーリングタワー装置28に向けて信号
を出力し、ファン33の回転速度を増加させるととも
に、第3の電動制御弁29を調整して循環する冷却水W
のうちシャワー装置34に至る流量を増大させることに
より、クーリングタワー装置28による冷却能力を差分
に相当する分だけ高めることとなる。
調節器36は、クーリングタワー装置28に向けて信号
を出力し、ファン33の回転速度を増加させるととも
に、第3の電動制御弁29を調整して循環する冷却水W
のうちシャワー装置34に至る流量を増大させることに
より、クーリングタワー装置28による冷却能力を差分
に相当する分だけ高めることとなる。
【0065】また、第3の温度センサ37の検出温度が
低い場合には、前記と同様に逆の制御動作を行なわせ、
クーリングタワー装置28の冷却能力を低下させて、前
記ヒートポンプ装置21の冷却能力への依存性を高めた
冷却を行なう。
低い場合には、前記と同様に逆の制御動作を行なわせ、
クーリングタワー装置28の冷却能力を低下させて、前
記ヒートポンプ装置21の冷却能力への依存性を高めた
冷却を行なう。
【0066】このようにして、冷却能力の不足分は、必
要に応じて前記差分だけが第2の冷却器15により補充
されるので、ヒートポンプ回路25によって生じた熱源
を効率的に活用しながら、従来のような蓄熱タンクの設
置を省略し、加熱殺菌装置1をコンパクトなものとする
ことができる。
要に応じて前記差分だけが第2の冷却器15により補充
されるので、ヒートポンプ回路25によって生じた熱源
を効率的に活用しながら、従来のような蓄熱タンクの設
置を省略し、加熱殺菌装置1をコンパクトなものとする
ことができる。
【0067】次に、図3に示す第2実施例について説明
する。
する。
【0068】この第2実施例は、食品製造用のプロセス
液L'を所定の高温にまで加熱した後適宜の温度(例え
ば当初の温度を下回る低温)にまで冷却して使用するた
めの,プロセス液処理装置1'に関するものである。
液L'を所定の高温にまで加熱した後適宜の温度(例え
ば当初の温度を下回る低温)にまで冷却して使用するた
めの,プロセス液処理装置1'に関するものである。
【0069】このようなプロセス液処理装置1'におい
ても、図示するように前記実施例と概ね同様にである
が、この実施例は、第2の加熱器13が設置されていな
い点および第2の電動制御弁18を冷却器16より下流
側の処理管路11に設置した第5の温度センサ57によ
り制御している点のみが前記した実施例と相違し、その
他の点は同様である。
ても、図示するように前記実施例と概ね同様にである
が、この実施例は、第2の加熱器13が設置されていな
い点および第2の電動制御弁18を冷却器16より下流
側の処理管路11に設置した第5の温度センサ57によ
り制御している点のみが前記した実施例と相違し、その
他の点は同様である。
【0070】以下の説明においては、前記の相違点につ
いてのみ説明を行い、前記実施例と同様のものについて
は図中に同一の参照番号を付与してその説明を省略す
る。
いてのみ説明を行い、前記実施例と同様のものについて
は図中に同一の参照番号を付与してその説明を省略す
る。
【0071】すなわち、図3に示すプロセス液処理装置
1'において、そのプロセス液L'は処理管路11内を矢
印方向に流通されている。
1'において、そのプロセス液L'は処理管路11内を矢
印方向に流通されている。
【0072】そのプロセス液L'は、このプロセス液処
理装置1'において直接加熱器14で所定の温度に加熱
され、所要の殺菌等の処理が行なわれる。なお、ヒート
ポンプ回路25の能力が十分に大きくない場合等には、
前記実施例と同様に第2の加熱器を設置してもよい。
理装置1'において直接加熱器14で所定の温度に加熱
され、所要の殺菌等の処理が行なわれる。なお、ヒート
ポンプ回路25の能力が十分に大きくない場合等には、
前記実施例と同様に第2の加熱器を設置してもよい。
【0073】また、前記のように、第2の電動制御弁1
8を冷却器16より下流側の処理管路11に設置した第
5の温度センサ57により制御しているが、この点も必
要に応じて前記実施例と同様にタンク中に貯溜されたプ
ロセス液の液温により制御することとしてもよい。
8を冷却器16より下流側の処理管路11に設置した第
5の温度センサ57により制御しているが、この点も必
要に応じて前記実施例と同様にタンク中に貯溜されたプ
ロセス液の液温により制御することとしてもよい。
【0074】図3のように構成されたプロセス液処理装
置1'においても、先に説明したのと同様に第1および
第2の調節器38,36により第2の冷却器15が制御
されて差分が補われるので、前記の実施例と同様に、蓄
熱タンクを用いずにヒートポンプ装置21による熱を有
効に利用することができ、プロセス液処理装置1'をコ
ンパクトに構成することが可能である。
置1'においても、先に説明したのと同様に第1および
第2の調節器38,36により第2の冷却器15が制御
されて差分が補われるので、前記の実施例と同様に、蓄
熱タンクを用いずにヒートポンプ装置21による熱を有
効に利用することができ、プロセス液処理装置1'をコ
ンパクトに構成することが可能である。
【0075】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、管路の加熱器と冷却器との間に、前記ヒー
トポンプ装置とは独立の熱源を有する第2の冷却器を設
置するとともに、この第2の冷却器の熱源は、前記加熱
された液体を所要の温度にするための冷却熱量と前記冷
却器による冷却熱量との差分に相当する冷却熱量を発生
するので、液体の当初の温度に応じてヒートポンプ装置
を運転することにより、液体を所定の高温とすることが
できる。
明によれば、管路の加熱器と冷却器との間に、前記ヒー
トポンプ装置とは独立の熱源を有する第2の冷却器を設
置するとともに、この第2の冷却器の熱源は、前記加熱
された液体を所要の温度にするための冷却熱量と前記冷
却器による冷却熱量との差分に相当する冷却熱量を発生
するので、液体の当初の温度に応じてヒートポンプ装置
を運転することにより、液体を所定の高温とすることが
できる。
【0076】そして、その後にその液体を冷却限界温度
より低温の所要の温度に冷却する場合、第2の冷却器に
より前記差分に相当する冷却がヒートポンプ装置とは独
立に行なわれるので、第2の冷却器の熱源の少しの運転
で液体を効率よく所要の温度に冷却することができる。
より低温の所要の温度に冷却する場合、第2の冷却器に
より前記差分に相当する冷却がヒートポンプ装置とは独
立に行なわれるので、第2の冷却器の熱源の少しの運転
で液体を効率よく所要の温度に冷却することができる。
【0077】そのうえ、第2の冷却器による冷却が先に
行われるので、その冷却が効率的に行われ、第2の冷却
器の熱源として比較的簡易な装置を用いることができ
る。
行われるので、その冷却が効率的に行われ、第2の冷却
器の熱源として比較的簡易な装置を用いることができ
る。
【0078】したがって、この発明によれば、ヒートポ
ンプ装置を用いた液体の加熱冷却装置における冷却の不
足が前記第2の冷却器の運転により調整され、従来のよ
うな蓄熱タンクの設置が不要となるので、液体の加熱冷
却装置をコンパクトなものとすることができる。
ンプ装置を用いた液体の加熱冷却装置における冷却の不
足が前記第2の冷却器の運転により調整され、従来のよ
うな蓄熱タンクの設置が不要となるので、液体の加熱冷
却装置をコンパクトなものとすることができる。
【図1】水耕栽培用培養液の加熱殺菌装置の全体構成図
である。
である。
【図2】第1の調節器の概略構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図3】食品製造用のプロセス液処理装置の全体構成図
である。
である。
L 培養液(液体) L’ プロセス液(液体) 1 加熱殺菌装置(加熱処理装置) 1’ プロセス液処理装置(加熱処理装置) 11 処理管路 14 加熱器 15 第2の冷却器 16 冷却器 21 ヒートポンプ装置 23 蒸発器 24 凝縮器 28 クーリングタワー装置 37 第3の温度センサ(液体用温度センサ) 41 第4の温度センサ(液状媒体用温度センサ)
Claims (3)
- 【請求項1】 液体が流通する管路に上流側から加熱器
と冷却器とを順に設置し、前記加熱器と冷却器とのそれ
ぞれの熱源としてヒートポンプ装置の凝縮器と蒸発器と
を用い、前記液体を前記凝縮器の発生熱により所定の高
温に加熱した後、その液体を前記蒸発器の冷却熱を用い
て冷却する,液体の加熱冷却装置において、 前記管路の加熱器と冷却器との間に、前記ヒートポンプ
装置とは独立の熱源を有する第2の冷却器を設置すると
ともに、 この第2の冷却器の熱源は、前記加熱された液体を所要
の温度にするための冷却熱量と前記冷却器による冷却熱
量との差分に相当する冷却熱量を発生することを特徴と
する液体の加熱冷却装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の液体の加熱冷却装置にお
いて、前記蒸発器の冷却熱量を液状媒体を介して前記冷
却器に伝達させることとし、前記蒸発器の入口側での液
状媒体の温度を検出する液状媒体用温度センサと、前記
第2の冷却器と前記冷却器との間での前記液体温度を検
出する液体用温度センサとを設け、 前記第2の冷却器と前記冷却器との間における前記液体
温度について、前記液状媒体用温度センサの検出値の上
下に連れて上下する目標値を設定するとともに、 前記液体用温度センサの検出値を前記目標値に近づける
ように前記第2の冷却器の冷却能力を調整することを特
徴とする液体の加熱冷却装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の液体の加熱冷却
装置において、前記第2の冷却器の熱源としてクーリン
グタワーを用いたことを特徴とする液体の加熱冷却装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5313138A JPH07167526A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 液体の加熱冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5313138A JPH07167526A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 液体の加熱冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07167526A true JPH07167526A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18037559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5313138A Pending JPH07167526A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 液体の加熱冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07167526A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008093578A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Trinity Ind Corp | 塗装設備 |
JP2012073013A (ja) * | 2010-02-23 | 2012-04-12 | Chubu Electric Power Co Inc | 加熱冷却装置 |
WO2017094118A1 (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 三菱電機株式会社 | 排熱回収システム |
JP2021041976A (ja) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 飲料製品製造システム |
US11212931B2 (en) | 2016-12-28 | 2021-12-28 | Abb Schweiz Ag | Subsea installation |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP5313138A patent/JPH07167526A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008093578A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Trinity Ind Corp | 塗装設備 |
JP2012073013A (ja) * | 2010-02-23 | 2012-04-12 | Chubu Electric Power Co Inc | 加熱冷却装置 |
WO2017094118A1 (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 三菱電機株式会社 | 排熱回収システム |
JPWO2017094118A1 (ja) * | 2015-12-01 | 2018-07-12 | 三菱電機株式会社 | 排熱回収システム |
US11212931B2 (en) | 2016-12-28 | 2021-12-28 | Abb Schweiz Ag | Subsea installation |
JP2021041976A (ja) * | 2019-09-12 | 2021-03-18 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 飲料製品製造システム |
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