熱交換器の温度制御方式 バイパスと直接流量調節方式の選択
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熱交換器の温度制御方式について、流体をバイパスして調整することで温度制御を行う方法と、流体の流量を直接調整する方法との違いは何でしょうか？それぞれどのような場面で使われますか？
それは、どのパラメータを主に使うかによります！ 温度のみを制御すれば、流量の大きさは後続に影響しないので、直接流量制御を使用できます！ しかし、実際の運転条件下では、流量の安定性の方が温度パラメータよりも重要であるため、バイパスを用いて流量を制御して温度を管理する方法が採用されるのです！
主管路の流量調節による温度制御は、通常の運転状態における主管路内の媒体流量に影響を与えます。温度変化が小さい場合は、流量調節の影響は小さいですが、温度変化が大きい場合には流量調節によって流量の変動が大きくなります。一方、バイパス調整によっては主管路の流量を一定に保つことができ、通常の運転状態にほとんど影響を与えません！
はい、バイパス調整は直接的な流量調整による省エネ効果がないのでしょうか？
この投稿は最後に、2020年7月17日17時11分に濱梁知楽によって編集されました。熱交換の過程で相変化は起こりますか？冷たい流体と温かい流体のいずれにも相変化がなく、プロセス上で流量の合計を変更できない場合は、バイパス方式によって制御する。バイパス制御を採用する場合、熱交換器の熱交換能力が十分に大きいことが求められる。
バイパス制御は、冷媒/熱媒の混合に属するため、単独でメインルートを制御する場合よりも温度制御が敏感であり、さらに温度調整範囲も広い。それは、工程が温度制御に対して持つ実際の要求によります。 総流量を一定に保たなければならない場合、メインラインを制御するならば、バイパスの制御も設定する必要があります（二重バルブ制御）。もしバイパスの制御のみを設定する場合（単一バルブ制御）、その制御効果は熱交換器の抵抗低下や全体的な抵抗低下と関連してきます。バイパスバルブの開度は、ブレンド後の温度に対応している。 理想的な状況とは、温度制御の許容偏差範囲内で、バイパスとメインルートの流量がほぼ半分ずつ割り当てられることです（熱交換設計）。調節弁は動作点に基づいて設計されており、調節弁の開度が大きすぎると運転時の開度が小さくなり、制御が困難になる。 もう一方の温度変化がメインルートの温度制御に与える影響も考慮する必要があります。例えば、冷却用水の温度が28度から32度に上昇すると、バイパスバルブが閉じてしまい、極端な場合には自動制御が機能しなくなります。
冷却用の熱交換器においては、主媒体の流量を制限することはできない。もし主媒体の流量や温度が高い場合、水を用いた熱交換だけでは主媒体の温度を安定させるのが難しく、その場合は温度を調整するために、冷却されない媒体をバイパス経由で分岐させる必要があります。例えば、主媒体の温度が低く、冷却水の流量を減らしても効果が出にくい状況などです。
どうやって制御しようとも、バイパス制御の方が安全だと思います。主流量を制御する場合、調節弁に故障が発生すると流量が止まり、過圧が生じてしまいます
やはり、工程設計の要求によります。バイパス制御にはいくつかの「弱点」がある：バイパス用の単一バルブで制御されるため、プロセス上、メインラインを完全に閉じることができない。 装置側の圧力降下が小さく、バイパス制御の強度は大きくない。