タンク内冷却コイルの計算方法について

2014/10/28 13:46

このQ&Aのポイント

1000ℓのタンクに冷却コイルを設置し、循環ポンプを使用して冷却水を循環させる方法について教えてください。
冷却コイルはφ16のＳＵＳ製またはＴi製を使用し、冷却時間は１時間で水温を４０℃から３０℃まで下げることを目標とします。
また、冷却水IN側の温度は１０℃とします。冷却コイルの長さ（表面積）を計算する方法をお教えください。

noname#230358

その他（開発・設計）
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noname#230359

2014/11/01 21:14 回答No.3

このような物は、“チラー選定方法”又は“チラー計算”で検索しますと、多様な資料が確認できます。

参考URL：: http://www.oct.zaq.ne.jp/afneg904/selection.criterion.of.chiller.pdf#search='%E3%83%81%E3%83%A9%E3%83%BC+%E9%81%B8%E5%AE

noname#230359

2014/10/29 07:26 回答No.2

ざっくりとした簡易計算です。　タンク内の水の平均温度：　（40℃＋30℃）÷2＝35℃ 　冷却水の平均温度:　　　　（10℃＋20℃）÷2＝15℃ 　両者の平均温度差：　　　　35℃－15℃＝20K 　冷却する水の量：　　1000 ℓ＝1000 kg 　水の比熱：　　　　　4200 J/kg･K　　温度差：　　　　　　40℃－30℃＝10 K 　冷却する熱エネルギー：　1000 kg×420 0J/kg･K×10 K＝42000 kJ 　1秒あたり冷却する熱エネルギー：42000kJ÷3600s＝11.7kJ/s＝11.7kW　　　　　　　熱伝達係数をコイル内面：4000 W/m2K 　　　　　　　コイル外面：2000 W/m2K 　　　　　　　内外合成　：1/（1/4000＋1/2000）＝1333 W/m2K と見積もる　　必要なコイル表面積：　　　　　11.7 kW ÷ 1333 W/m2K＝ 8.78 m2 　必要な総コイル長　　　　　8.78 m2 ÷ 0.0503 m2/m ＝ 175 m　後ほど検算してみたいと思います。　　温度差20Kを算入するのを忘れて、必要なコイル表面積を間違えていました。必要なコイル表面積：　　　　　11.7 kW ÷ 1333 W/m2K ÷ 20K ＝ 0.439 m2 必要な総コイル長　　　　　0.439 m2 ÷ 0.0503 m2/m ＝ 8.73 m　ご質問に対する定量的な答えの要点は、熱伝達係数の見積もりです。 WEB上の情報では、流速が遅い状態の熱伝達係数について、十分に信頼できる情報を得ることが難しいように感じています。先に回答した、コイル外面：2000 W/m2Kの値は、攪拌が弱い状態では、大きく見積もりすぎのように思いますので、もっと小さな値でコイルの伝熱面積を計算することが安全と思います。この森の回答を踏み台にして、貴社の判断で設計するようにお願いします。お問い合わせの真意を酌み取って、ピンポイントの回答をするのは至難の技です。先の回答では、お問い合わせになりたかったことに対して、足らなかったことがあろうかと思います。回答不足とお感じの事柄があれば、遠慮なく追記下さるようにお願いします。