エンジンおよびコージェネレーションプラントからの熱回収用プレート式熱交換器

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エンジンは燃料の一部のみを電気に変換し、残りは冷却水、オイル、過給空気、および排気ガスとして熱として放出されます。熱電併給プラントは、その熱を回収して温水として販売しており、プレート式熱交換器は、エンジンから暖房回路へとその熱を移す役割を果たす部品です。このガイドでは、熱回収のプロセスにおいて熱交換器がどの位置に配置されているか、なぜそこにプレート式熱交換器が使用されるのか、そしてそれがどのような条件に対応しなければならないのかについて解説します。

引き渡し地点

エンジンの冷却回路は密閉式であり、エンジンに属するものです。つまり、処理済みの混合液、所定の圧力、そしてエンジンメーカーが指定する流量で構成されています。一方、加熱回路は顧客に属するものです。地域熱供給網、建物、温室、あるいはプロセスなどがこれにあたり、それぞれ独自の水、独自の圧力、独自のポンプを備えています。その間にはプレート式熱交換器が設置されています。エンジンの熱はプレートを通り抜け、加熱水がそれを運び去りますが、2つの流体は決して混ざり合うことはありません。そのため、ネットワーク側の問題がエンジンに及ぶことはなく、またエンジン回路からの漏れがネットワークに及ぶこともありません。

チェーンに沿って熱を回収する

熱回収は通常、連鎖状に構成されています。加熱水はまず、油やチャージエアなど、低品位の熱を回収する熱交換器を通過し、次にジャケット水回路の熱交換器を通過し、最後に排気熱交換器を通過してさらに温度が上昇します。排気熱交換器は、高温ガス用に設計された独立したユニットである。これは、プレート式熱交換器が排気用には適しておらず、プレート式ユニットはその手前で液体間熱交換を行うためである。この順序は重要であり、各熱源が可能な限り多くの熱を放出できるよう設定されている。

プレート式熱交換器が使用される理由

エンジンプラントは、多くの場合、コンパクトなコンテナやスキッドとして建設され、プレート式熱交換器は限られたスペースでその役割を果たします。これにより、加熱水をエンジン回路の温度に近づけることができ、同じエンジンからより多くの熱を回収することが可能になります。また、エンジンの負荷や熱需要が変化した際にも迅速に対応します。ガスケット式は、通常2つの側の中で汚れやすい加熱側に堆積物が生じた際に、開けて洗浄することができます。一方、ろう付け式は、清潔で密閉された回路を持つ小規模なプラントに適しています。

誰もその熱を欲しがらないとき

熱需要がエンジンの熱出力と完全に一致することはめったにありません。暖かい日や、ネットワークの障害、あるいはプロセスの停止などにより、加熱側が熱を受け入れられなくなる場合があります。それでもエンジンは冷却されなければならないため、プラントには第2の排熱経路（通常は緊急冷却器またはダンプラジエーター）と、必要に応じてエンジンの熱を熱交換器またはラジエーターへ送る制御弁が必要です。プレート式熱交換器とラジエーターは、どちらの場合でもエンジンが許容範囲内に収まるよう、一体として設計されています。 TECS Engineeringは、エンジン、発電所、および産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・提供するとともに、それらに組み合わされるラジエーターや緊急冷却装置も製造しています。エンジンのデータ、熱需要、および現場の状況をお送りいただければ、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

液体同士が混ざらない状態で、エンジンの熱を暖房回路に送り込む
暖房系統からエンジン回路を保護し、エンジンから暖房系統を保護します
一連の流れの一部：オイルとチャージエア、次にジャケット水、そして排気
排気熱交換器は、高温ガス用に設計された独立した装置です
コンパクトで、温度が安定しており、反応が速い
暖房側が機能しない場合、緊急用クーラーがその役割を引き受けます

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お問い合わせ時にお送りいただきたい情報

各回路の熱量を記載したエンジンデータシート
暖房回路：その水、温度、および流量
どの熱源を回収する予定か
各側への圧力および許容圧力降下
熱需要はどのように変動するのか、そしてそれが途絶えたときには何が起こるのか
利用可能なスペース、敷地状況、および材料の仕様

お問い合わせはこちら Send us files

よくあるご質問

CHPプラントにおいて、プレート式熱交換器はどのような役割を果たすのでしょうか？

エンジンの冷却回路から発生する熱を、顧客へ供給する温水回路へと移送すると同時に、2つの液体を分離した状態を維持します。

プレート式熱交換器は排熱を回収できますか？

直接ではありません。排熱は、高温ガス用に設計された別の熱交換器によって回収され、それより手前の液体回路はプレート式熱交換器が処理します。

エンジンを暖房ネットワークに直接接続してみてはいかがでしょうか？

配管網の水、水圧、清浄度はエンジンに必要な条件とは異なり、一方に不具合が生じると、それがもう一方にも影響を及ぼしてしまいます。熱交換器は、これらを分離する役割を果たしています。

暖房が必要ないときはどうなるのでしょうか？

制御弁がエンジンの熱を緊急冷却器またはダンプラジエーターに送り込むため、加熱側の動作状態にかかわらず、エンジンは常に冷却された状態が保たれます。

どのようなタイプのプレート式熱交換器が使用されていますか？

加熱側で汚れが生じる可能性があり、洗浄のためのアクセスが必要な場合はガスケット式ユニットを、清潔で密閉された回路を持つ小規模なプラントではろう付け式ユニットを採用する。