JP2002173672A - 熱搬送方法 - Google Patents
熱搬送方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱搬送媒体として水を用いる熱搬送方法におい
て、伝熱特性を低下させることなく流動摩擦抵抗を低下
させて、流動搬送ポンプの動力を増大させることなく、
熱媒体を搬送可能な配管の長さを延長することを可能と
し、更に、所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を小さ
して、配管の施工コストを低減できる方法を提供する。 【解決手段】下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用いるこ
とを特徴とする流動摩擦抵抗の低い熱搬送方法。
て、伝熱特性を低下させることなく流動摩擦抵抗を低下
させて、流動搬送ポンプの動力を増大させることなく、
熱媒体を搬送可能な配管の長さを延長することを可能と
し、更に、所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を小さ
して、配管の施工コストを低減できる方法を提供する。 【解決手段】下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用いるこ
とを特徴とする流動摩擦抵抗の低い熱搬送方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱搬送媒体として
水を用いる熱搬送方法に関する。
水を用いる熱搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】地域冷暖房システム、ビル空調システ
ム、排熱利用システム、家庭用冷温水利用型空調システ
ム等では、熱供給（熱発生）側から熱需要（熱利用）側
まで熱を移動させることが必要である。これらのシステ
ムでは、熱を搬送するための媒体として水を用いること
が多く、この場合には、水を循環させるために、配管及
び循環ポンプが必要となる。
ム、排熱利用システム、家庭用冷温水利用型空調システ
ム等では、熱供給（熱発生）側から熱需要（熱利用）側
まで熱を移動させることが必要である。これらのシステ
ムでは、熱を搬送するための媒体として水を用いること
が多く、この場合には、水を循環させるために、配管及
び循環ポンプが必要となる。
【０００３】通常、循環ポンプは、必要とされる流量と
揚程に基づいて選定される。このうち、流量は熱需要側
の必要熱量によって決定され、揚程は、密閉式循環系の
場合には、主に流動摩擦損失によって決定される。この
流動摩擦損失は、流量と管径が同一である場合には、配
管の長さに一次で比例するために、搬送距離が長いほ
ど、大容量のポンプが必要となる。
揚程に基づいて選定される。このうち、流量は熱需要側
の必要熱量によって決定され、揚程は、密閉式循環系の
場合には、主に流動摩擦損失によって決定される。この
流動摩擦損失は、流量と管径が同一である場合には、配
管の長さに一次で比例するために、搬送距離が長いほ
ど、大容量のポンプが必要となる。
【０００４】また、配管の施工コストには、配管そのも
のの費用の他に、配管からの放熱を防止する保温材の費
用、工事施工費等が含まれ、配管の径が小さい程施工コ
ストが低くなり、一般に配管の径が１インチ小さくなる
と、配管１ｍ当たり約２万円のコスト削減が図られると
も言われている。
のの費用の他に、配管からの放熱を防止する保温材の費
用、工事施工費等が含まれ、配管の径が小さい程施工コ
ストが低くなり、一般に配管の径が１インチ小さくなる
と、配管１ｍ当たり約２万円のコスト削減が図られると
も言われている。
【０００５】水の顕熱により熱を搬送するシステムを設
計する際に、配管の径を決定する方法としては、配管内
を流動する水の流速を基本に考えることが多い。この場
合、搬送したい流量に対して、配管内の流速が１〜３ｍ
／ｓ程度の範囲になるよう配管の径を決定することが一
般的であり、この範囲より小さい流速では、配管の径が
大きくなりすぎるので施工コストの点で無駄になり、逆
に大きい流速では、水が配管内を流動する時の摩擦抵抗
が大きくなりすぎて、搬送動力の大きいポンプが必要と
なるので、やはりコストが上昇する。
計する際に、配管の径を決定する方法としては、配管内
を流動する水の流速を基本に考えることが多い。この場
合、搬送したい流量に対して、配管内の流速が１〜３ｍ
／ｓ程度の範囲になるよう配管の径を決定することが一
般的であり、この範囲より小さい流速では、配管の径が
大きくなりすぎるので施工コストの点で無駄になり、逆
に大きい流速では、水が配管内を流動する時の摩擦抵抗
が大きくなりすぎて、搬送動力の大きいポンプが必要と
なるので、やはりコストが上昇する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
熱搬送媒体として水を用いる熱搬送方法において、伝熱
特性を低下させることなく流動摩擦抵抗を低下させて、
流動搬送ポンプの動力を増大させることなく、熱媒体を
搬送可能な配管の長さを延長することを可能とし、或い
は、所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を小さして、
配管の施工コストを低減できる方法を提供することであ
る。
熱搬送媒体として水を用いる熱搬送方法において、伝熱
特性を低下させることなく流動摩擦抵抗を低下させて、
流動搬送ポンプの動力を増大させることなく、熱媒体を
搬送可能な配管の長さを延長することを可能とし、或い
は、所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を小さして、
配管の施工コストを低減できる方法を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した課
題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、熱搬送媒体として用
いる水に特定の陰イオン界面活性剤を添加することによ
って、熱媒体の搬送時に生じる圧力損失を低減でき、搬
送ポンプの動力を増大させることなく、熱媒体を搬送可
能な配管の長さを延長することが可能となり、あるい
は、所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を小さくする
ことが可能となることを見出し、ここに本発明を完成す
るに至った。
題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、熱搬送媒体として用
いる水に特定の陰イオン界面活性剤を添加することによ
って、熱媒体の搬送時に生じる圧力損失を低減でき、搬
送ポンプの動力を増大させることなく、熱媒体を搬送可
能な配管の長さを延長することが可能となり、あるい
は、所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を小さくする
ことが可能となることを見出し、ここに本発明を完成す
るに至った。
【０００８】即ち、本発明は、下記の熱搬送方法を提供
するものである。 １．下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用いるこ
とを特徴とする流動摩擦抵抗の低い熱搬送方法。 ２．下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用い、配
管中を該熱媒体を搬送することによる、搬送動力を増加
させることなく熱媒体を搬送可能な配管の長さを延長す
る方法。 ３．下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用い、配
管中を該熱媒体を搬送することによる、搬送動力を増加
させることなく所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を
小さくする方法。 ４．一般式（１）で表される陰イオン界面活性剤の熱媒
体中の濃度が、５０〜５００００ｐｐｍである上記項１
〜３のいずれかに記載の方法。 ５．配管が、コージェネレーションシステム、地域冷暖
房システム、ビル空調システム、又は家庭用冷温水空調
機器における熱媒体の搬送用配管である上記項１〜４の
いずれかに記載の方法。
するものである。 １．下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用いるこ
とを特徴とする流動摩擦抵抗の低い熱搬送方法。 ２．下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用い、配
管中を該熱媒体を搬送することによる、搬送動力を増加
させることなく熱媒体を搬送可能な配管の長さを延長す
る方法。 ３．下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用い、配
管中を該熱媒体を搬送することによる、搬送動力を増加
させることなく所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を
小さくする方法。 ４．一般式（１）で表される陰イオン界面活性剤の熱媒
体中の濃度が、５０〜５００００ｐｐｍである上記項１
〜３のいずれかに記載の方法。 ５．配管が、コージェネレーションシステム、地域冷暖
房システム、ビル空調システム、又は家庭用冷温水空調
機器における熱媒体の搬送用配管である上記項１〜４の
いずれかに記載の方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では、熱搬送媒体として、
下記一般式（１） Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を用いる。この様な特定
の界面活性剤を水中に添加することによって、該界面活
性剤を含有しない場合よりも流動摩擦抵抗が低下し、配
管中を流動する際に生じる圧力損失を低減できる。
下記一般式（１） Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を用いる。この様な特定
の界面活性剤を水中に添加することによって、該界面活
性剤を含有しない場合よりも流動摩擦抵抗が低下し、配
管中を流動する際に生じる圧力損失を低減できる。
【００１０】上記一般式（１）において、Ａで示される
脂肪族炭化水素基は、該炭化水素基中に二重結合、三重
結合等の不飽和結合が１個乃至数個含まれていてもよ
い。またこの脂肪族炭化水素基は、直鎖状及び分枝鎖状
のいずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。また、
脂肪族炭化水素基中の水素原子の一部又は全部が他の元
素、例えば弗素原子等により置換されていてもよい。更
に脂肪族炭化水素基は、１０個以上の炭素原子、好まし
くは炭素原子１２〜１６個で構成されているものが望ま
しい。このような脂肪族炭化水素基としては、具体的に
はｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、
ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデ
シル基、ｎ−ヘキサデシル基等を例示できる。
脂肪族炭化水素基は、該炭化水素基中に二重結合、三重
結合等の不飽和結合が１個乃至数個含まれていてもよ
い。またこの脂肪族炭化水素基は、直鎖状及び分枝鎖状
のいずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。また、
脂肪族炭化水素基中の水素原子の一部又は全部が他の元
素、例えば弗素原子等により置換されていてもよい。更
に脂肪族炭化水素基は、１０個以上の炭素原子、好まし
くは炭素原子１２〜１６個で構成されているものが望ま
しい。このような脂肪族炭化水素基としては、具体的に
はｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、
ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデ
シル基、ｎ−ヘキサデシル基等を例示できる。
【００１１】上記一般式（１）において、Ａで示される
芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、ナフチ
ル基等を挙げることができる。また脂環式炭化水素基と
しては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、
シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の炭素数５〜８
のシクロアルキル基を挙げることができる。
芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、ナフチ
ル基等を挙げることができる。また脂環式炭化水素基と
しては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、
シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の炭素数５〜８
のシクロアルキル基を挙げることができる。
【００１２】これら芳香族炭化水素基及び脂環式炭化水
素基は、側鎖に脂肪族炭化水素基を有している。側鎖脂
肪族炭化水素基は、該炭化水素基中に二重結合、三重結
合等の不飽和結合が１個乃至数個含まれていてもよい。
またこの脂肪族炭化水素基は、直鎖状及び分枝鎖状のい
ずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。また、脂肪
族炭化水素基中の水素原子の一部又は全部が他の元素、
例えば弗素原子等により置換されていてもよい。更に該
脂肪族炭化水素基は、１〜１８個の炭素原子、特に炭素
原子１０〜１６個で構成されているものが望ましい。こ
のような脂肪族炭化水素基としては、具体的にはメチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペ
ンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オク
チル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル
基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデ
シル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基等を
例示できる。
素基は、側鎖に脂肪族炭化水素基を有している。側鎖脂
肪族炭化水素基は、該炭化水素基中に二重結合、三重結
合等の不飽和結合が１個乃至数個含まれていてもよい。
またこの脂肪族炭化水素基は、直鎖状及び分枝鎖状のい
ずれでもよいが、直鎖状のものが好ましい。また、脂肪
族炭化水素基中の水素原子の一部又は全部が他の元素、
例えば弗素原子等により置換されていてもよい。更に該
脂肪族炭化水素基は、１〜１８個の炭素原子、特に炭素
原子１０〜１６個で構成されているものが望ましい。こ
のような脂肪族炭化水素基としては、具体的にはメチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペ
ンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オク
チル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル
基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデ
シル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基等を
例示できる。
【００１３】上記一般式（１）において、Ｂで示される
親水性基は、主にイオン性基を主成分とするものであ
り、例えばスルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）、カルボキシル
基（−ＣＯＯＨ）、リン酸基（−Ｈ2ＰＯ4）等やこれら
の塩（例えばスルホン酸塩（−ＯＳＯ3Ｍ）、カルボン
酸塩（−ＣＯＯＭ）、リン酸塩（−Ｈ2ＰＯ3（ＯＭ）、
−Ｈ2ＰＯ2（ＯＭ）2）等）を挙げることができる。こ
こでＭとしては、好ましくはナトリウム、カリウム等の
アルカリ金属等である。
親水性基は、主にイオン性基を主成分とするものであ
り、例えばスルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）、カルボキシル
基（−ＣＯＯＨ）、リン酸基（−Ｈ2ＰＯ4）等やこれら
の塩（例えばスルホン酸塩（−ＯＳＯ3Ｍ）、カルボン
酸塩（−ＣＯＯＭ）、リン酸塩（−Ｈ2ＰＯ3（ＯＭ）、
−Ｈ2ＰＯ2（ＯＭ）2）等）を挙げることができる。こ
こでＭとしては、好ましくはナトリウム、カリウム等の
アルカリ金属等である。
【００１４】上記一般式（１）で表される陰イオン界面
活性剤としては、具体的にはラウリン酸ナトリウム、ラ
ウリン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチ
ン酸カリウム、バルミチン酸ナトリウム、バルミチン酸
カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリ
ウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム等の
炭素数１０〜１８の脂肪酸石鹸、４−（ｎ−ドデシル）
ベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナ
トリウム、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキ
ルリン酸エステル塩、４−（ｎ−ヘプチル）シクロヘキ
シルカルボン酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中
でも、ラウリン酸ナトリウム、４−（ｎ−ドデシル）ベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム、４−（ｎ−ヘプチル）シ
クロヘキシルカルボン酸ナトリウム等が好適である。
活性剤としては、具体的にはラウリン酸ナトリウム、ラ
ウリン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチ
ン酸カリウム、バルミチン酸ナトリウム、バルミチン酸
カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリ
ウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム等の
炭素数１０〜１８の脂肪酸石鹸、４−（ｎ−ドデシル）
ベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナ
トリウム、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキ
ルリン酸エステル塩、４−（ｎ−ヘプチル）シクロヘキ
シルカルボン酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中
でも、ラウリン酸ナトリウム、４−（ｎ−ドデシル）ベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム、４−（ｎ−ヘプチル）シ
クロヘキシルカルボン酸ナトリウム等が好適である。
【００１５】一般式（１）で表される陰イオン界面活性
剤の水中への添加量は、特に限定的ではないが、５０〜
５００００ｐｐｍ程度とすることが好ましく、１０００
〜２００００ｐｐｍ程度とすることがより好ましい。
剤の水中への添加量は、特に限定的ではないが、５０〜
５００００ｐｐｍ程度とすることが好ましく、１０００
〜２００００ｐｐｍ程度とすることがより好ましい。
【００１６】この様な特定の陰イオン界面活性剤を含有
する水溶液を熱搬送媒体とすることによって、熱媒体の
搬送時に生じる圧力損失を低減でき、搬送用ポンプの動
力を増大することなく、水を熱搬送媒体とする場合と比
べて、熱媒体を搬送できる配管の長さを延長することが
可能となり、熱を供給できる範囲を広げることができ
る。また、搬送用ポンプの動力を増大することなく、要
求される流量の熱媒体を搬送することが可能な配管の径
を小さくすることができる。
する水溶液を熱搬送媒体とすることによって、熱媒体の
搬送時に生じる圧力損失を低減でき、搬送用ポンプの動
力を増大することなく、水を熱搬送媒体とする場合と比
べて、熱媒体を搬送できる配管の長さを延長することが
可能となり、熱を供給できる範囲を広げることができ
る。また、搬送用ポンプの動力を増大することなく、要
求される流量の熱媒体を搬送することが可能な配管の径
を小さくすることができる。
【００１７】上記一般式（１）の陰イオン界面活性剤を
含む水溶液には、更に、必要に応じて、配管の腐食防止
用添加剤、凍結防止用不凍液等を配合することができ
る。これらの添加剤、不凍液等としては、従来から用い
られている成分を用いればよく、配合量も従来と同様で
よい。
含む水溶液には、更に、必要に応じて、配管の腐食防止
用添加剤、凍結防止用不凍液等を配合することができ
る。これらの添加剤、不凍液等としては、従来から用い
られている成分を用いればよく、配合量も従来と同様で
よい。
【００１８】更に、上記一般式（１）の陰イオン界面活
性剤を含む水溶液には、流動特性、伝熱特性等を阻害し
ない範囲において、他の界面活性剤を添加することも可
能である。この様な界面活性剤としては、第四級アンモ
ニウム塩、ピリジニウム塩等の陽イオン界面活性剤、ポ
リオキシエチレングリコール系、多価アルコール系等の
非イオン界面活性剤を挙げることができる。陽イオン界
面活性剤としては、具体的には塩化ベンジルトリ−ｎ−
ブチルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルステアリル
アンモニウム、塩化ヘキサデシルピリジニウム等を例示
できる。また、非イオン界面活性剤としては、具体的に
はヘキサメチレングリコールドデシルエーテル、ポリオ
キシエチレンオクチルフェニルエーテル、スクロースモ
ノラウレート、ソルビタンモノラウレート等を例示でき
る。
性剤を含む水溶液には、流動特性、伝熱特性等を阻害し
ない範囲において、他の界面活性剤を添加することも可
能である。この様な界面活性剤としては、第四級アンモ
ニウム塩、ピリジニウム塩等の陽イオン界面活性剤、ポ
リオキシエチレングリコール系、多価アルコール系等の
非イオン界面活性剤を挙げることができる。陽イオン界
面活性剤としては、具体的には塩化ベンジルトリ−ｎ−
ブチルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルステアリル
アンモニウム、塩化ヘキサデシルピリジニウム等を例示
できる。また、非イオン界面活性剤としては、具体的に
はヘキサメチレングリコールドデシルエーテル、ポリオ
キシエチレンオクチルフェニルエーテル、スクロースモ
ノラウレート、ソルビタンモノラウレート等を例示でき
る。
【００１９】本発明の熱搬送方法では、使用できる配管
の種類については、特に限定はなく、従来から用いられ
ている各種の金属製配管、樹脂製配管等を用いることが
できる。この様な配管の具体例としては、炭素鋼鋼管、
ステンレス配管、クロムモリブデン鋼配管、ニッケル鋼
鋼管、モリブデン鋼鋼管、銅管、塩化ビニル配管、アク
リル配管、ポリエチレン配管、架橋ポリエチレン配管、
ポリブテン配管等を挙げることができる。
の種類については、特に限定はなく、従来から用いられ
ている各種の金属製配管、樹脂製配管等を用いることが
できる。この様な配管の具体例としては、炭素鋼鋼管、
ステンレス配管、クロムモリブデン鋼配管、ニッケル鋼
鋼管、モリブデン鋼鋼管、銅管、塩化ビニル配管、アク
リル配管、ポリエチレン配管、架橋ポリエチレン配管、
ポリブテン配管等を挙げることができる。
【００２０】本発明の熱搬送方法は、水又は各種添加剤
を含む水溶液を熱搬送媒体として用いる各種の熱搬送方
法に適用可能である。例えば、地域冷暖房システムやビ
ル空調システムの冷水又は温水からなる熱媒体の搬送、
ゴム焼却場や工場の排熱により加熱された熱媒体の搬
送、ガス、油等を原料とするコージェネレーションシス
テムの排熱を利用した３０〜１２０℃程度の温水からな
る熱媒体の搬送、河川水、海水、下水処理水等の温度差
エネルギーの搬送、ガス、石油系燃料などを用いた家庭
用冷温水空調機器で用いられる２〜１２０℃程度の冷温
水からなる熱媒体の搬送、床暖房等の熱媒体の搬送等に
適用できる。
を含む水溶液を熱搬送媒体として用いる各種の熱搬送方
法に適用可能である。例えば、地域冷暖房システムやビ
ル空調システムの冷水又は温水からなる熱媒体の搬送、
ゴム焼却場や工場の排熱により加熱された熱媒体の搬
送、ガス、油等を原料とするコージェネレーションシス
テムの排熱を利用した３０〜１２０℃程度の温水からな
る熱媒体の搬送、河川水、海水、下水処理水等の温度差
エネルギーの搬送、ガス、石油系燃料などを用いた家庭
用冷温水空調機器で用いられる２〜１２０℃程度の冷温
水からなる熱媒体の搬送、床暖房等の熱媒体の搬送等に
適用できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の熱搬送方法によれば、伝熱特性
を低下させることなく、熱媒体による流動摩擦抵抗を低
下させることができる。その結果、搬送ポンプの動力を
増大させることなく、水を熱搬送媒体とする場合と比べ
て、熱媒体を搬送可能な配管の長さを延長して、熱を供
給できる範囲を広げることができる。また、配管径を小
さくして施工のコストダウンを図ることができ、更に、
流量、流速の増加により速暖性を上げることが可能であ
る。
を低下させることなく、熱媒体による流動摩擦抵抗を低
下させることができる。その結果、搬送ポンプの動力を
増大させることなく、水を熱搬送媒体とする場合と比べ
て、熱媒体を搬送可能な配管の長さを延長して、熱を供
給できる範囲を広げることができる。また、配管径を小
さくして施工のコストダウンを図ることができ、更に、
流量、流速の増加により速暖性を上げることが可能であ
る。
【００２２】
【実施例】以下、実施例を示して、本発明を更に詳細に
説明する。
説明する。
【００２３】比較例１ 水道水にグリコール系不凍液を３０％添加した水溶液を
熱搬送媒体として用い、この熱搬送媒体を８０±３℃に
温度調整して、床暖房で主に用いられるポリエチレン直
管（管径：１０Ａ）中を流動させた時の単位長さ当たり
の圧力損失と搬送動力を求めた。結果を下記表１に示
す。
熱搬送媒体として用い、この熱搬送媒体を８０±３℃に
温度調整して、床暖房で主に用いられるポリエチレン直
管（管径：１０Ａ）中を流動させた時の単位長さ当たり
の圧力損失と搬送動力を求めた。結果を下記表１に示
す。
【００２４】
【表１】
【００２５】実施例１ 比較例１で用いた不凍液を溶解した水溶液からなる熱搬
送媒体に、ラウリン酸ナトリウム１００００ｐｐｍを溶
解した。この水溶液を熱搬送媒体として用い、これを８
０±５℃に調整して、比較例１と同様のポリエチレン直
管中を流動させて、単位長さ当たりの圧力損失と搬送動
力を求めた。結果を下記表２に示す。
送媒体に、ラウリン酸ナトリウム１００００ｐｐｍを溶
解した。この水溶液を熱搬送媒体として用い、これを８
０±５℃に調整して、比較例１と同様のポリエチレン直
管中を流動させて、単位長さ当たりの圧力損失と搬送動
力を求めた。結果を下記表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】以上の結果から、ラウリン酸ナトリウムを
含む水溶液を熱搬送媒体として用いることにより、これ
を含有しない水溶液を用いる場合と比べて、配管径と配
管長が同一であれば、同流量搬送するために必要なポン
プ動力が単位長さ当たり約１／５になることが判る一般
に、揚程が流動摩擦のみの考慮で良い場合のポンプ動力
は、下記式（２）で表される。
含む水溶液を熱搬送媒体として用いることにより、これ
を含有しない水溶液を用いる場合と比べて、配管径と配
管長が同一であれば、同流量搬送するために必要なポン
プ動力が単位長さ当たり約１／５になることが判る一般
に、揚程が流動摩擦のみの考慮で良い場合のポンプ動力
は、下記式（２）で表される。
【００２８】 Ｐ＝（ρＱＨ）／η （２） Ｐ：ポンプ動力 ［Ｗ］ ρ：熱媒の密度 ［ｋｇ／ｍ3］ Ｑ：熱媒の流量 ［ｍ3／ｓ］ Ｈ：流動摩擦損失ヘッド ［ｍ］ η：ポンプ効率 ［−］ また、Ｈは、一般にダルシー・ワイズバッハの式（下記
式（３））で求められる。
式（３））で求められる。
【００２９】 Ｈ＝λ（Ｌ／ｄ）（ｕ2／２ｇ） （３） λ：管摩擦係数 ［−］ Ｌ：配管長さ ［ｍ］ ｄ：管径 ［ｍ］ ｕ：流速 ［ｍ／ｓ］ ｇ：重力加速度 ［ｍ／ｓ2］ 上記式（２）及び（３）より、同配管径で同流量（同流
速）の熱媒体を搬送する場合には、ポンプ動力は、配管
長さに１次で比例することが判る。上記した特定の添加
剤を含有する水溶液を用いることによって、単位長さ当
たりのポンプ動力が約１／５になるということは、同じ
ポンプ動力とした場合には、同配管径で同流量（同流
速）の熱媒体を搬送する場合には、上記添加剤を含有し
ない水溶液を用いる場合と比べて、搬送可能な配管の長
さを約５倍に延長できることになる。これにより、上記
添加剤を含有する水溶液を用いることによって、ポンプ
動力を増大させることなく、配管を延長できることが確
認できた。
速）の熱媒体を搬送する場合には、ポンプ動力は、配管
長さに１次で比例することが判る。上記した特定の添加
剤を含有する水溶液を用いることによって、単位長さ当
たりのポンプ動力が約１／５になるということは、同じ
ポンプ動力とした場合には、同配管径で同流量（同流
速）の熱媒体を搬送する場合には、上記添加剤を含有し
ない水溶液を用いる場合と比べて、搬送可能な配管の長
さを約５倍に延長できることになる。これにより、上記
添加剤を含有する水溶液を用いることによって、ポンプ
動力を増大させることなく、配管を延長できることが確
認できた。
Claims (5)
- 【請求項１】下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用いるこ
とを特徴とする流動摩擦抵抗の低い熱搬送方法。 - 【請求項２】下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用い、配
管中を該熱媒体を搬送することによる、搬送動力を増加
させることなく熱媒体を搬送可能な配管の長さを延長す
る方法。 - 【請求項３】下記一般式（１）： Ａ−Ｂ （１） （式中、Ａは、脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素
基を側鎖に有する芳香族炭化水素基もしくは脂環式炭化
水素基を示す。Ｂは、親水性基を示す。）で表される陰
イオン界面活性剤を含む水溶液を熱媒体として用い、配
管中を該熱媒体を搬送することによる、搬送動力を増加
させることなく所定流量の熱媒体を搬送可能な配管径を
小さくする方法。 - 【請求項４】一般式（１）で表される陰イオン界面活性
剤の熱媒体中の濃度が、５０〜５００００ｐｐｍである
請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】配管が、コージェネレーションシステム、
地域冷暖房システム、ビル空調システム、又は家庭用冷
温水空調機器における熱媒体の搬送用配管である請求項
１〜４のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000368685A JP2002173672A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 熱搬送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000368685A JP2002173672A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 熱搬送方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002173672A true JP2002173672A (ja) | 2002-06-21 |
Family
ID=18838855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000368685A Pending JP2002173672A (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 熱搬送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002173672A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277423A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Osaka Gas Co Ltd | 界面活性剤濃度制御装置及びこれを備えた熱搬送システム |
| JPWO2013183161A1 (ja) * | 2012-06-08 | 2016-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関用冷却液組成物及び内燃機関の運転方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214595B2 (ja) * | 1978-03-01 | 1987-04-02 | Kozo Sato | |
| JPH11241059A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-09-07 | Lion Corp | 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減方法 |
| JP2000121271A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-28 | Osaka Gas Co Ltd | 伝熱管及び熱搬送システム |
| JP2002020725A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Lion Corp | 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び輸送用水性媒体 |
-
2000
- 2000-12-04 JP JP2000368685A patent/JP2002173672A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214595B2 (ja) * | 1978-03-01 | 1987-04-02 | Kozo Sato | |
| JPH11241059A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-09-07 | Lion Corp | 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び該低減剤を用いた水性媒体の摩擦抵抗低減方法 |
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| JP2002020725A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Lion Corp | 水性媒体用摩擦抵抗低減剤及び輸送用水性媒体 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277423A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Osaka Gas Co Ltd | 界面活性剤濃度制御装置及びこれを備えた熱搬送システム |
| JPWO2013183161A1 (ja) * | 2012-06-08 | 2016-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関用冷却液組成物及び内燃機関の運転方法 |
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Legal Events
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070510 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110308 |