木で囲った長方形の箱からの放熱は？

質問

熱効率と熱放出について教えてください。温風発生器を使って、乾燥機を製作しました。熱効率と熱放出の算出方法を教えてください。

温風発生器「200Ｖ、1ｋW」で、木で作成した乾燥機に温風を送っています。熱風は250度で送っていますが、乾燥機内は100度です。乾燥機の壁の温度は、上面50度、側面40度です。この熱放出は、どのように計算すればよいのでしょうか？
断熱材を使った場合には効率がどのようによくなるのでしょうか？

放熱の計算方法を教えてください。

回答No.3

tac351115 · ベストアンサー

No．２の回答者です。

＞導きたい答えは、いかにロスを少なくするかを検討したいのですが・・・？

結論から言えば、熱は箱表面と排気で排熱されるので、次の対策をお勧めします。
１．断熱材として、ガラスウールで箱の外側を覆う。ガラスウールは、ホームセンタ等で安く入手できます。
２．最も熱が逃げていくところは排気です。排気を熱風発生装置の吸気として還流させるほど熱効率が上がります。ただし、１００％還流すると温度が上がり続けるので、適度なヒータ電力と還流率の調整が必要です。

以下は、個別のご質問への回答です。

＞２００Ｖ１ｋＷの熱風機の出力が全て熱風(熱エネルギー）には、かわらないのですよね？

おそらく抵抗体が発熱する電気ヒータですよね？　だとすれば、原理的にはほぼ全てのエネルギーが熱に変わっています。
ヒータ以外でエネルギーが消費されているとすれば、配線抵抗での発熱や交流電流による磁気エネルギくらいのものですが、普通に設計されたヒータでは微々たるもの（1％未満）と思われます。

＞Ｑ＝(θ１－θ２）／（（ｔ／λ）＋(1/α））となっています。
＞Ｑ：放散熱量（Ｗ／ｍ２）　θ１：内部温度　θ2：外気温度
＞ｔ：保温材厚さ　λ：熱伝導率　α：熱貫流率

上記のお示しの数式は、次の点に注意して使ってください。
　αが定数のように見えますが、実際のαは温度差(θ１－θ２）によって大きく変動する関数です。
　また、αは、面の向き（上面、側面、下面）によっても大きく異なります。
つぎのリンク先の「表３放熱損失係数」が具体的な放熱量の目安として参考になるかもしれません。
http://www.nippon-heater.co.jp/material/calculation/calculation.html

＞導きたい答えは、いかにロスを少なくするかを検討したいのですが・・・？

最も熱が出て行く「乾燥機の排気」の時間当たりの熱量は、「風量×空気密度×空気比熱×（排気温度-吸気温度）」で計算できます。

お礼

ご丁寧に教えていただきまして、ありがとうございました。
大変、貴重な回答ですので、十分に活用させていただきます。
また、疑問がでました折には、宜しくお願い致します。

回答No.2

tac351115

・箱の内面の温度を測定してください。（おそらく100度弱と思われますが・・）
・木の熱伝導率をネットで調べてください。
上面、側面で別々に計算します。

箱の内面と表面温度との温度差を計算します。

　上面放熱＝木の熱伝導率÷上面板厚さ×上面面積×上内面表面温度差

お使いの数値の各単位に注意して、左辺の答え（放熱）がワット数になるように単位変換・換算してください。

側面についても同様の式で計算できます。

「熱効率」については何の何に対する効率を意図されているか不明なので、答えかねます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
実は、知りたかったのはこの乾燥機の熱のロスを調べたいのです。
２００Ｖ１ｋＷの熱風機の出力が全て熱風(熱エネルギー）には、かわらないのですよね？
２５０度の熱風なのに、炉内の温度が１００度ということは、中の乾燥する物質と箱から逃げる放出がロスになるのでしょうか？
導きたい答えは、いかにロスを少なくするかを検討したいのですが・・・？
文献では、

１時間当たりの１平米の放熱量の算出は、

　Ｑ＝(θ１－θ２）／（（ｔ／λ）＋(1/α））となっています。
Ｑ：放散熱量（Ｗ／ｍ２）　θ１：内部温度　θ2：外気温度
ｔ：保温材厚さ　λ：熱伝導率　α：熱貫流率

で計算すればよいのでしょうか？

熱計算は苦手なので、是非教えてください。宜しくお願いします。

回答No.1

hibari2011

凄いですねぇ　私も作ろうかと思ってましたが今年も作りませんでした。

回答になってませんね。方法は知りません。すみません。写真でも載せてくれると良かったですね。見たかったです。
以前養護の施設にメーカー製を仕事で納入した事があって作れそうだなぁと思ってました。
衣類を乾燥する物でしたが箱の中に衣類を下げる処があってそこに温風を送る装置でした。雨の季節には良いですね。

温風の出口もありましたね。熱が出る訳ですからセンサーなど付けて安全に使ってくださいね。やってるとおもいますけどね。

お礼

ありがとうございました。