Ｐａｇｅ 292 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 建築設備フォーラムへ ┃ 会議室に戻る ┃ ＩＮＤＥＸ ┃ ≪前へ │ 次へ≫ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▼配管内流体を外表面から冷却する方法 どらちゃん 03/8/20(水) 16:02 ┣１つ考えてみたのですが… どらちゃん 03/8/21(木) 23:57 ┃ ┣Re:１つ考えてみたのですが… 正 03/8/23(土) 15:00 ┃ ┃ ┗Re:１つ考えてみたのですが… どらちゃん 03/8/25(月) 2:08 ┃ ┗Re:１つ考えてみたのですが… 六馬身 03/8/25(月) 9:52 ┃ ┗Re:１つ考えてみたのですが… どらちゃん 03/8/25(月) 12:46 ┣Re:配管内流体を外表面から冷却する方法 みっちゃん 03/8/25(月) 8:07 ┃ ┗Re:配管内流体を外表面から冷却する方法 どらちゃん 03/8/25(月) 9:42 ┗Re:配管内流体を外表面から冷却する方法 オカオ 03/9/4(木) 11:56 ┗Re:配管内流体を外表面から冷却する方法 どらちゃん 03/9/7(日) 0:19 ─────────────────────────────────────── ■題名 ： 配管内流体を外表面から冷却する方法 ■名前 ： どらちゃん ■日付 ： 03/8/20(水) 16:02 -------------------------------------------------------------------------
| とっても変な話なんですが聞いてください。 既設配管(SGP-50A程度)内の流体(液体)を、後施工で、配管外表面から冷却できるものをご存知ありませんでしょうか？ 一種、ウォータージャケットのイメージなのですが… 配管内液体は２５℃⇒２０℃の冷却が必要。配管内流速は１m/s程度です。 そんなもの、配管途中に熱交換器を組み込めばとお思いかもしれませんが、それがＮＧなのです。 既設配管の切断は一切出来ないとお考え下さい。 冷媒はなんでも構いません。（極端な話、直膨タイプでも） 流体の種類や物性値など、細かい事はあえて省略しますが、こういう装置（施工方法）を知っているまたは、実績があるという方がいらしゃいましたら、お知恵をお借りしたいと思っております。 どうか宜しくお願い致します。 |
| 配管（ガス管）の外周に平行方向に銅管を密着するように並べ冷水を流す。 SGP-50Aの外周に銅管3/8"だと１８本程度沿わせる事ができる。（ヘッダー分岐） 銅管を沿わせた配管を100Aの塩ビ管を半割りにし、突き合わせて覆い、空隙（隙間）はアルミニウム粉末を充填する。粉末が漏れないようにシールは確実に。 塩ビの外表面はグラスウール保温筒で断熱する。（塩ビ＋ＧＷを、ポリスチレン保温筒にしてもいいかも…） 私の勝手な計算だと、熱通過率 800 W/(㎡・K) 程度の熱交換器になり、SGP-50Aの外表面積は、0.19㎡/mなので、対数平均温度差15℃とすると、1mあたりの交換熱量、800*0.19*15＝2,280W になる予定なのだけど…。 こんなんじゃ、だめかな？ どなたか、良い製品（方法）ご存知ありませんか？ あまり儲かりそうな話じゃないから無理かな…。 |
| 少し心配なので・・ 省エネルギー機構では給湯（６０℃）裸管の放熱損失を銅管2.035W/ｍ・℃、ステンレス管ですら1.832W/ｍ・℃、程度の放熱量として計算しています。 ≒２ｗ×温度差/１ｍあたりということですね。 （一般建屋内での放熱で、外側熱伝達率α＝１２程度として、非常に少ないのです） これは放熱の場合ですが、冷却としての場合も考えられると思います。 外側の流体が流れているとしても、SGP管の外側はその案だと流体ではないので、アルミ金属内の熱伝導としてみるのはかなり苦しいような気がします。SGPに触れる直接の外面を高速流体にして、外側熱伝達率を１０００とかｘ０００？とかにしないと熱還流率は上がらないのでは？計算した訳ではありませんが・・・非常に興味はあります。 できれば、実験のデータとかどこかでとってもらえたら・・・ |
| >外側の流体が流れているとしても、SGP管の外側はその案だと流体ではないので、アルミ金属内の熱伝導としてみるのはかなり苦しいような気がします。SGPに触れる直接の外面を高速流体にして、外側熱伝達率を１０００とかｘ０００？とかにしないと熱還流率は上がらないのでは？計算した訳ではありませんが・・・非常に興味はあります。 >できれば、実験のデータとかどこかでとってもらえたら・・・ そうなんです！ 実際のアルミ粉末の熱通過率さえもわからないのです。 そこで私は、空調設計で使う岩盤と砂質土壌の熱伝導率の比率をアルミ金属と粉末にあてはめてみました。 岩盤 ：3.1 W/(m・K) 砂質土壌 ：0.9 W/(m・K) ↓ ↓ ↓ アルミ金属：210 W/(m・K) アルミ粉末： 60 W/(m・K)？？？ 仮にSGP管と銅管が全面密着していれば、液体－液体の熱交換器と考えてよいと思い、その場合の熱通過率を1200 W/(㎡・K)と想定しました。（鉄が介在するので、若干抑え目） しかし実際は線接触となり空隙ができるので、その隙間をアルミ粉末(平均厚さ5mm)で埋める、さらに、電食防止の為に銅管を厚さ0.05mmのポリフィルム（伝導率0.2W/m・K)で覆うと考えると、 Ｋ＝1/(1/1200+0.005/60+0.00005/0.2) ＝862 (W/㎡・K) という計算をしてみました。 確かにご指摘の通り、隙間に空気が介在し液体－気体の熱交換となると、熱通過率は極端に低下し、とても能力が出そうにないので、熱伝導率の良いアルミ粉末をつめる事を思いついたのです。（実際、どの程度密質に詰められるかは？なのですが…） SGP外表面に冷水を流し…というのは、先ず最初に考えましたが、既設SGP管に一切の加工をせず、局所的に液封するというのが難しそうなので行き詰まってしまいました。よいシール方法があれば、そちらの方が良いのですが…。 |
| 機械学会伝熱工学資料や他の文献等を調べましたが、こういう設定は ありませんでした。(効率が悪くて非現実的なことなんでしょう) やはり実験が前提かと思います。(ただ時間に余裕はありませんよね) 既存のデータで計算するとするならば、その条件で見合ったようにするしか ありません。 この場合、シールの問題をなくするように、別に一体型ではなく 2個の別々の熱交換器を一体型風に組込むという方法もあります。 銅製半円筒形状(パインの半切風)の熱交換器の重ね合わせなんてどうでしょうか。 (冷水流速1.8m/sec程度 浸食防止) 作業スペースか不明ですので収まるかどうか？何分割かで設置可能かも。 |
| >この場合、シールの問題をなくするように、別に一体型ではなく >2個の別々の熱交換器を一体型風に組込むという方法もあります。 >銅製半円筒形状(パインの半切風)の熱交換器の重ね合わせなんてどうでしょうか。 >(冷水流速1.8m/sec程度 浸食防止) >作業スペースか不明ですので収まるかどうか？何分割かで設置可能かも。 貴重なアイデアありがとうございます。 よさそうですね！ SGPの外表面と密着するように銅製半円筒形状熱交を取り付ける。（電食防止は必要ですが） SGP-50Aなら65Aの銅管がよさそうです。 これとを半切りにして、80Aの銅管とでパイン半切り状の筒をつくり、その中に冷水を通す。 熱通過効率は、最も良さそうです！！ 後は、加工可能かどうかだけですね。 早速、配管業者さんにお伺いしてみます。 ありがとうございました。 |
| SGP管への冷水の散水と小型のファンによる送風の併用はどうでしょうか。 まったく感覚的なもので 効果の保証はありませんが…。 SGP管を部分的に囲う程度のボックスつくり、その中で管の上から散水し、 下に溜まった水を冷却、再使用します。 また、ボックス壁面にファンを取り付け(当然 排気口も)、送風して 蒸発潜熱も利用します。 ただ、50Aで1m/sくらいだと、管内が層流になっている可能性はどうか…。 継手などがあれば、乱流の起りやすいその直後などを冷やす方が 効果が上がるのかな。 まったく 根拠のない話しばかりで申し訳ないですが。m(__)m |
| >SGP管への冷水の散水と小型のファンによる送風の併用はどうでしょうか。 >SGP管を部分的に囲う程度のボックスつくり、その中で管の上から散水し、 >下に溜まった水を冷却、再使用します。 >また、ボックス壁面にファンを取り付け(当然 排気口も)、送風して >蒸発潜熱も利用します。 アイデアありがとうございます。 ＜お詫び＞ 説明不足だったところがあります。 実は、SGP管内の流体温度は外気温度に影響されるのです。 夏季で外気温度－５℃程度です。 外気温度３５℃，露点温度２３℃，流体温度３０℃を想定し、水噴霧によって配管表面温度を効果的に常に露点温度に保つことができたとしたら、 流体を５℃冷却する時の対数平均温度差は４℃。 液体－液体間の熱交換器の熱通過率を 1,200W/(㎡・K)とすると、４℃差あると4,800W/㎡。 SGP-50A １ｍあたりの外表面積は、0.19㎡なので、１ｍあたりの熱交換量は、4800*0.19＝912Wとなるのかな？ 私の計算上ではアルミ粉末よりも効率が劣りますが、こっちの方が確実な話のような気がします。（相対湿度に影響されるのが心配ではありますが…） どうやって有効に水噴霧するかも考えてみます。 >ただ、50Aで1m/sくらいだと、管内が層流になっている可能性はどうか…。 >継手などがあれば、乱流の起りやすいその直後などを冷やす方が 効果が上がるのかな。 そうですね。乱流と層流では１桁違いますからね。 因みに今回の流体では、Re数は2*10^4程度となり、直管部でも一応乱流の扱いにはなるのですが…。でも、曲がりの直後ろの方がよい事には変わりありませんよね。 |
| 配管の切断が一切出来ないという話ですが･･･ 閉止することが出来ないという解釈でよろしいのでしょうか。 もし、その通りであれば既設配管を使用したまま分岐をとることは可能です。 KITZというメーカーのマジックジョイントという製品で分岐可能です。 （決してメーカーの回し者ではございません･･･） http://www.kitz.co.jp/product/index.html 50Aの分岐配管は32Aまでしか出来ませんが、分岐配管の方で冷却は可能となります。 メイン配管(50A)の流量140L/min、分岐配管（32A)の流量70L/minであると仮定します。 メイン配管を5度冷却しなければなりませんので、分岐配管で10度冷却した後、また合流させれば良いと思います。しかし、10℃迄冷却となると別の冷熱源を使用せざるおえないと思います。 考えられる方法としては、チラーと冷水槽の回路を作り、その冷水槽と熱交換機にて分岐配管を冷却する方法が考えられます。メイン配管から分岐しまた戻す際には、分岐配管と熱交換機の静圧損失を見込んだポンプを使用するといった方法が良いのではないかと思います。 こんな方法は、如何でしょうか？ |
| ご丁寧なアドバイスありがとうございます。 配管の切断が出来ないというのは、実は液体燃料配管なのです。 もちろん、一連の手続きを執れば施工可能なのですが、時間が許してくれそうにありませんでした。 変更の許可申請が受理されないと、燃料配管系に熱交換器を組み込むことはおろか、分岐することも許されなかったのです。 現在、暫定対策として、ログNo.1285の熱交換器もどきを取り付ける事とし、恒久対策として、ダブルウォールプレート式熱交換器の組込みを申請準備中です。 暫定熱交換器もどき（外周から冷却）で、一定の冷却効果と精度が実現できれば、それが恒久設備になる可能性もありますが、熱通過率，伝熱面積を考えても、やはり、通常の熱交換器（プレートまたはシェル＆チューブ）にはかなわないと思っています。 言葉足らずの相談で、かえってご心配をおかけして申し訳ありませんでした。 |
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━