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要点
地域熱供給の受入設備にあるプレート式熱交換器は、液体を混ぜることなく、供給網から建物の暖房システムと給湯へ熱を渡します。供給網と建物の回路を分離したまま、機械室に収まるコンパクトさを備えています。熱の受け渡しが行われる場所です。
地域熱供給システムが導入されている建物の設備室の扉を開けても、ボイラーがあることはめったにありません。その代わりに、コンパクトな変電所のような設備があります。そこには、数個のバルブ、メーター、制御装置、そしてその中心には1台または複数のプレート式熱交換器が設置されています。 熱はネットワークから供給され、建物のラジエーター、床暖房、給湯栓へと送られますが、その熱の受け渡しが行われるのがこの熱交換器です。このガイドでは、なぜそのような仕組みになっているのか、また熱交換器の選定基準について解説します。
なぜネットワークは建物の外にあるのか
地域熱供給ネットワークは、多くの利用者が共有する大規模なシステムです。その水は運営事業者によって処理され、水圧はネットワーク全体で統一されており、どこかで漏水が発生すれば、それが利用者全員の負担となります。 建物を直接接続すると、ネットワークの水圧が建物の配管やラジエーターに直接加わり、建物内の水(そこに混入したあらゆる物質を含む)がネットワークに流入することになります。
プレート式熱交換器を介した間接接続であれば、この両方の問題を回避できます。ネットワークの水は片側を通り、建物独自の回路は反対側を通るため、熱だけが伝達されます。それぞれの側は独自の圧力、水質、ポンプを維持しており、建物内部で発生した不具合は建物内に留まります。
飲用可能なお湯の作り方
家庭用温水は別の用途です。これは真水であり、蛇口から直接使用されるため、清潔な状態を保たなければなりません。 多くの変電所では、蛇口を開けた瞬間、あるいは貯湯タンクへの給湯によって、専用のプレート式熱交換器がこれを加熱します。この水は飲用可能なため、その側の材質やユニットの密閉方法は衛生面を考慮して選定されており、制御システムは、誰かがシャワーを浴びるたびに需要がゼロから最大値へと急増する状況に対応できなければなりません。
ここで、硬水について触れておく必要があります。水道水を使用する熱交換器の加熱プレートには、密閉式加熱回路に比べてはるかに容易に水垢が付着するため、現場の水質によっては、分解して洗浄できる機種の方が購入に適している場合があります。
どのような条件を満たせば、プレート式熱交換器がその用途に適していると言えるのか
プラント室は狭いため、プレート式熱交換器はごく限られたスペースでその役割を果たします。 また、ネットワーク運営者は、戻ってくる水が可能な限り低温であることを望んでいます。なぜなら、戻り水が低温であればあるほど、ポンプで送られる水1単位あたりの熱量が多くなり、プラントの稼働効率が向上するからです。プレート式熱交換器は、両側の温度差を小さくすることができ、これはまさに良好な戻り水に求められる条件そのものです。
このタイプは、以下の条件に準拠しています。ろう付け式ユニットは、水がきれいな中小規模の変電所で一般的に使用されています。一方、ガスケット式ユニットは、規模が大きく、清掃のためにプレートを開放したり、将来的に拡張したりする必要が生じる可能性がある大規模な建物やネットワーク転送ステーションに採用されます。
単一の建物を超えて
この原理は、より大規模な場面でも同様に機能します。プレート式熱交換器は、送電ネットワークと地域ネットワークを分離し、エンジンプラント、データセンター、工業プロセスなどの廃熱源を暖房ネットワークに接続し、ヒートポンプや蓄熱装置をそのネットワークに組み込みます。 いずれの場合も、課題は同じです。所有者や圧力、使用水が異なる2つの回路があり、その間で熱をやり取りする必要があるということです。TECS Engineeringは、エンジン、発電所、および工業用冷却回路向けのプレート式熱交換器ソリューションを設計・提供しています。熱需要、ネットワークおよび建物の条件、水質をお知らせいただければ、当社のエンジニアリングチームがご提案いたします。
要点
- ネットワークを通じて、建物内に水や水圧が侵入するのを防ぎます
- 各側は、それぞれ独自のポンプ、水、および制御装置を保有している
- 別の熱交換器が、飲用可能な水道水を加熱します
- ネットワーク事業者が求めているのは、魅力的なリターンだ
- 小規模で清潔な変電所向けにはろう付け、大規模な変電所向けにはガスケット式
- また、廃熱源やヒートポンプをネットワークに接続する
お問い合わせ時にお送りいただきたい情報
- 建物または地域における暖房および給湯の需要
- ネットワーク事業者の供給および返還条件
- 両側の圧力および許容圧力降下
- 水道水の水質と、硬水かどうか
- 貯蔵または瞬時給湯
- 機械室のスペースおよび操作に関する規則
よくあるご質問
地域暖房の変電所では、なぜプレート式熱交換器が使われているのでしょうか?
配水網の水と水圧を建物の配管系統から分離し、それぞれが独立して稼働するようにすることで、故障が発生してもその発生源に限定されるようにするためです。
給湯は、同じ熱交換器で加熱されているのでしょうか?
通常はそうではありません。別の熱交換器が水道水を加熱しており、その材質や制御システムは、飲料水用として、また需要が急激に変化する状況に合わせて選定されています。
なぜネットワーク事業者は戻り温度を気にするのでしょうか?
戻り水温が低いほど、同じ量の水をポンプで送る場合、より多くの熱を運ぶことができ、熱源の効率が向上します。プレート式熱交換器なら、これを実現できます。
変電所には、ろう付け式とガスケット式、どちらが適しているか?
浄水を使用する中小規模の変電所向けにはろう付け仕様とし、大規模な変電所や、水垢の発生や洗浄が必要となる場所向けにはガスケット仕様としています。
プレート式熱交換器は、廃熱を熱供給網に供給することができるか?
はい。エンジン工場、データセンター、産業プロセス、ヒートポンプをネットワークに接続しつつ、それぞれの回路を分離した状態を維持します。
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熱負荷、流体温度と流量、周囲条件、設置上の制約をお送りください。設計提案にてご回答します。次の方法でもご連絡いただけます: WhatsApp。
