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公開番号2024075217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-03
出願番号2022186492
出願日2022-11-22
発明の名称温水製造システム
出願人三浦工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F24H 1/00 20220101AFI20240527BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】熱回収用の熱交換器がパンクしても、温水の品質に悪影響を与えることのない温水製造システムを提供すること。
【解決手段】温水製造システム1は、温水タンク30に用水W1を供給する第1給水ラインL10と、第1給水ラインL10の給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段10と、熱媒体W2を貯留するバッファタンク40と、バッファタンク40に接続された循環ラインL50と、循環ラインL50の循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段50と、電動式エアコンプレッサ60の熱回収により、循環ラインL50を流通する熱媒体W2を加熱する加熱装置61と、加熱装置61で加熱後の熱媒体W2と、第1給水ラインL10を流通する用水W1を熱交換する水熱交換器70と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
事業所内の負荷設備で利用する用水を温水化する温水製造システムであって、
前記負荷設備に対して設置された温水タンクと、
前記温水タンクに用水を供給する給水ラインと、
前記給水ラインの給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段と、
熱媒体を貯留するバッファタンクと、
前記バッファタンクに接続された循環ラインと、
前記循環ラインの循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段と、
電動式エアコンプレッサの熱回収により、前記循環ラインを流通する熱媒体を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置で加熱後の熱媒体と、前記給水ラインを流通する用水とを熱交換する水熱交換器と、を備える温水製造システム。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段及び前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える請求項１に記載の温水製造システム。
【請求項３】
前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、
前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える請求項１に記載の温水製造システム。
【請求項４】
前記電動式エアコンプレッサは、
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
前記循環状態切替手段を循環実行状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項２又は３に記載の温水製造システム。
【請求項５】
前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、
前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記循環ラインに接続され、前記加熱装置に対して熱媒体をバイパスさせるバイパスラインと、
前記循環ラインを流通する熱媒体の流路を、前記加熱装置又は前記バイパスラインに切り替える切替弁と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に保持しつつ、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記切替弁を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路が前記加熱装置の側になるように前記切替弁を制御し、
前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環ラインを流通する熱媒体の流路が前記バイパスラインの側になるように前記切替弁を制御する請求項１に記載の温水製造システム。
【請求項６】
前記電動式エアコンプレッサは、
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
熱媒体の流路が前記加熱装置の側になるように前記切替弁を制御中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、熱媒体の流路が前記バイパスラインの側になるように前記切替弁を制御中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項５に記載の温水製造システム。
【請求項７】
前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、
前記水熱交換器から前記バッファタンクに還流する熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、
前記循環ラインに設けられた制御弁と、
前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に保持しつつ、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記制御弁を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、
前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、
前記温度検知手段の検知温度が目標温度となるように、前記制御弁の開度を調整する請求項１に記載の温水製造システム。
【請求項８】
前記電動式エアコンプレッサは、
前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、
圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、
前記液冷式熱交換器に導入される熱媒体の温度が上限温度未満である場合に、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記液冷式熱交換器に導入される熱媒体の温度が上限温度以上である場合に、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させる請求項７に記載の温水製造システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水製造システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、エネルギーの利用効率を高めるとの観点から、圧縮空気の製造と同時に熱回収により温水を製造することができるコージェネレーション型の空気圧縮システムが提案されている。例えば、特許文献１，２には、電動エアコンプレッサの圧縮熱を回収して、所望温度の温水を得る温水製造システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－６７７４３号公報
国際公開第２０１７／１１１１２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エアコンプレッサは、圧縮空気の吐出圧力を高めるほど、より吐出温度が高くなる。そのため、腐食促進成分（塩化物イオン、硫酸イオン、溶存酸素、残留塩素）が含まれている水道水等の用水と圧縮熱含有流体を熱交換させて温水を製造すると、熱交換器の水側の伝熱面で高温腐食が起こりやすい。伝熱面の腐食が進行すると、金属材料の強度を低下させ、やがては熱交換器のパンク（破損・破裂）を招くおそれがある。
【０００５】
特に、給油式のエアコンプレッサで熱回収を行う場合、圧縮空気だけでなく、潤滑油からも熱回収を行うため、熱交換器がパンクすると、温水に潤滑油が混入する懸念がある。例えば、温水を加工品の洗浄に用いる場合には、洗浄不良の原因となり得るし、温水をボイラ給水に用いる場合には、蒸気の品質を悪化させてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、熱回収用の熱交換器がパンクしても、温水の品質に悪影響を与えることのない温水製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、事業所内の負荷設備で利用する用水を温水化する温水製造システムであって、前記負荷設備に対して設置された温水タンクと、前記温水タンクに用水を供給する給水ラインと、前記給水ラインの給水実行状態と給水停止状態とを切り替える給水状態切替手段と、熱媒体を貯留するバッファタンクと、前記バッファタンクに接続された循環ラインと、前記循環ラインの循環実行状態と循環停止状態とを切り替える循環状態切替手段と、電動式エアコンプレッサの熱回収により、前記循環ラインを流通する熱媒体を加熱する加熱装置と、前記加熱装置で加熱後の熱媒体と、前記給水ラインを流通する用水とを熱交換する水熱交換器と、を備える温水製造システム。
【０００８】
第１の態様の温水製造システムは、前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段及び前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替えると共に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える。
【０００９】
第２の態様の温水製造システムでは、前記温水タンク内の水位を検知する水位検知手段と、前記加熱装置に導入される熱媒体の温度を検知する温度検知手段と、前記水位検知手段の検知水位に基づいて、前記給水状態切替手段を制御すると共に、前記温度検知手段の検知温度に基づいて、前記循環状態切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位検知手段の検知水位が第１設定水位まで下降した場合に、前記給水状態切替手段を給水実行状態に切り替え、前記水位検知手段の検知水位が前記第１設定水位よりも上位の第２設定水位まで上昇した場合に、前記給水状態切替手段を給水停止状態に切り替え、前記温度検知手段の検知温度が第１設定温度まで下降した場合に、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切り替え、前記温度検知手段の検知温度が前記第１設定温度よりも上位の第２設定温度まで上昇した場合に、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切り替える。
【００１０】
第１の態様及び第２の態様では、前記電動式エアコンプレッサは、前記加熱装置として機能し、圧縮熱含有流体と熱媒体とを熱交換する液冷式熱交換器と、圧縮熱含有流体と冷却用空気とを熱交換する空冷式熱交換器と、を有し、前記循環状態切替手段を循環実行状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記液冷式熱交換器に流通させる一方、前記循環状態切替手段を循環停止状態に切替中、圧縮熱含有流体を前記空冷式熱交換器に流通させることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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