JP4307091B2 - Heat transfer medium and heat transfer system using the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、界面活性剤水溶液を熱搬送媒体として用いて流動摩擦を低減させる熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、地域冷暖房システムにおいては、受熱(熱供給)側プラントからの熱が放熱(熱利用)側プラント、例えばビルなどの空調システムに供給され、このようなシステムにおける熱の搬送に、冷温熱媒体である水が用いられている。この冷温熱媒体を循環させるための配管は、その長さが数km以上になり、冷温熱媒体としての水の搬送動力はかなり大きく、地域冷暖房システムのランニングコストの約60〜70%であるとも言われている。
【0003】
このようなことから、水の搬送動力を低減させる有効な方法として、粘弾性を示す界面活性剤水溶液を熱搬送媒体として用い、熱搬送媒体の流動摩擦抵抗を著しく低減させる方法が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4参照)。受熱側プラント及び放熱側プラントを接続する配管を通して流動される水に、特定の第四級アンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物からなる界面活性剤を数10〜数1000ppm溶解させると、界面活性剤が水中で、疎水基部を中心に親水基部を外周部に配置してミセルを形成し、そのミセルが棒状の形態をなして高次に絡まって粘弾性を示すことに起因するといわれている。
【0004】
【特許文献1】
特公平3−76360号公報
【特許文献2】
特公平4−6231号公報
【特許文献3】
特公平5−47534号公報
【特許文献4】
特開平8−311431号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような界面活性剤を用いて摩擦低減効果を得られるのは、受熱側プラントと放熱側プラントとが密閉系循環配管(循環ライン)での使用に限定され、開放系循環配管ではこのような効果は得られない。何故なら、クーリングタワーに代表される開放系循環配管においてこのような界面活性剤を含む熱搬送媒体を用いると、界面活性剤の有する界面活性効果の影響で、クーリングタワーで激しく発泡し、発泡した泡が風により飛散し、熱搬送媒体(即ち循環液)が減少するという問題がある。このようにして熱搬送媒体が減少すると、システムにおける熱搬送媒体の循環が滞ってしまい、システムダウンという致命的な問題が発生する。また、クーリングタワーにおいて発泡すると、発生した泡が風により飛散し、周辺地域を汚染するという問題が発生する。
【0006】
本発明の目的は、開放系循環配管において界面活性剤の水溶液を熱搬送媒体として用いても発泡が少ない熱搬送媒体を提供することである。
本発明の他の目的は、運転時における熱搬送媒体の減少を抑え、長期にわたって安定して運転することができる熱搬送システム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、摩擦低減効果を有する界面活性剤水溶液を熱搬送媒体に使用する場合に、この水溶液中に消泡剤を添加すると、水溶液中の界面活性剤が開放系循環配管においてもほとんど発泡せず、摩擦低減効果を持続させることができ、前記目的が達成できることを見出した。
【0008】
本発明の請求項1に記載の熱搬送媒体は、受熱側システム、放熱側システム、これらを接続する往きライン及び戻りラインを通して循環される熱搬送媒体であって、不凍剤、消泡剤及び配管における摩擦抵抗を低減するための界面活性剤が、水性液体に添加され、前記消泡剤がシリコーンコンパウンド系化合物であり、前記消泡剤の濃度が8〜300ppmであることを特徴とする。
【0009】
本発明に従えば、低温度条件下においても凍結なく使用可能な不凍剤を含んだ水性液体に摩擦低減効果を有する界面活性剤が添加された熱搬送媒体を使用する場合、界面活性剤水溶液に気液界面で激しい刺激が加えられると泡が発生するが、この熱搬送媒体に消泡剤を加えることにより発泡を抑えることができる。これは消泡剤が泡膜に付着し、そして泡膜に進入し、その後泡膜を拡張することで、泡膜を破泡させるためである(所謂、Ross説として知られている)。これにより、水溶液中(液相中)の界面活性剤の発泡が抑制され、摩擦低減効果が減少してしまうことが防止できる。界面活性剤水溶液の発泡現象は開放系循環配管において発生するので、特に、開放系循環配管にこの熱搬送媒体を用いることによって、充分な効果を得ることができる。
また、消泡剤がシリコーンコンパウンド系化合物であるので、熱搬送媒体の摩擦低減効果を維持しながら発泡を抑えることができる。更に、消泡剤の濃度が8〜300ppmであるので、熱搬送媒体の泡の発生を充分に抑えることができる。
【0010】
本発明の請求項2に記載の熱搬送媒体では、前記消泡剤がジメチルシリコーンオイル及びポリオキシアルキレン系シリコーンオイルから選ばれた少なくとも1種類以上の化合物であることを特徴とする。
【0011】
本発明に従えば、消泡剤がジメチルシリコーンオイル及びポリオキシアルキレン系シリコーンオイルから選ばれた少なくとも1種類以上の化合物であるので、熱搬送媒体の摩擦低減効果を維持しながら発泡を効果的に抑えることができる。
【0013】
本発明の請求項3に記載の熱搬送システムは、請求項1又は2に記載された熱搬送媒体を用いることを特徴とする。
本発明に従えば、上述した熱搬送媒体を用いるので、開放系循環配管に用いた場合においても、熱搬送媒体に泡の発生がほとんどなく、所望の摩擦低減効果が長期にわたって維持される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムについて説明する。図1は、本発明に従う熱搬送媒体を用いる熱搬送システムの一例を示す概略図である。
【0015】
図1において、図示の熱搬送システムは、熱搬送媒体に熱(冷熱及び/又は温熱)を与える受熱側システム2と、熱搬送媒体の熱を放熱する放熱側システム4とを備えている。受熱側システム2は、例えば、冷温水機、発電用エンジンの冷却用熱交換器、ゴミ焼却炉の排熱回収機などであり、また放熱側システム4は、例えば、クーリングタワーなどである。
【0016】
受熱側システム2と放熱側システム4とは往きライン6及び戻りライン8を介して接続され、往きライン6及び戻りライン8は、受熱側システム2及び放熱側システム4を通して後述する熱搬送媒体を循環する循環配管を構する。
【0017】
この熱搬送システムでは、往きライン6に循環ポンプ10が配設され、戻りライン8に流量計12が配設されている。循環ポンプ10は熱搬送媒体を循環配管を通して循環し、受熱側システム2にて熱を受けた熱搬送媒体は往きライン6を通して放熱側システム4に送給され、この放熱側システム4にて放熱され、放熱後の熱搬送媒体が戻りライン8を通して受熱側システム2に戻り、このようにして熱搬送媒体が循環される。流量計12は、例えば電磁流量計から構成され、戻りライン8を流れる熱搬送媒体の流量を計測する。
【0018】
熱搬送媒体は、このような熱搬送システムに適用され、その循環配管内に充填して使用される。この熱搬送システムにおいては、放熱側システム4、例えばクーリングタワーが開放系機器であり、このような開放系循環ライン(循環配管)を備えたシステムに好都合に適用することができる。
【0019】
この熱搬送媒体では、熱(冷温熱)媒体である水に界面活性剤及び不凍液が添加されているとともに、開放系循環ラインで特に問題となる発泡現象を抑えるための消泡剤が加えられている。
【0020】
熱搬送媒体に含まれる界面活性剤の種類については、特に制限されるものではなく、例えば、セチルトリメチルアンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物、ステアリルトリメチルアンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物、ドデシルトリメチルアンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物、ヘキシルトリメチルアンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物、ヘプチルトリメチルアンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物、オレイルビス(ヒドロキシエチル)メチルアンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物、オレイルヒドロキシエチルジメチルアンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物、オレイルトリ(ヒドロキシエチル)アンモニウム塩とサリチル酸塩の混合物、オレイルヒドロキシエチルジメチルアミンオキシド、オレイルビス(ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムオキシド、オレイルトリ(ヒドロキシエチル)アンモニウムオキシド、セシルトリメチルアンモニウムオキシドなどがある。この界面活性剤の濃度は、少ないと摩擦低減効果が発現せず、また多すぎても摩擦低減効果はある一定の値以上には増加しないので、経済的に無駄である。このようなことから、その濃度は、300〜4000ppmであるのが好ましく、特に500〜2500ppmであるのがより好ましい。
【0021】
熱搬送媒体に加えられる消泡剤の種類についても、特に制限されるものではないが、シリコーンコンパウンド系化合物が好ましく、例えば、ジメチルシリコーンオイルやポリオキシアルキレン系シリコーンオイルから選ばれた少なくとも1種類以上の化合物が好ましい。消泡剤の濃度に関しては、少ないと消泡効果が少なく、また多すぎると特に消泡効果は変わらないが、界面活性剤の摩擦低減効果を阻害してしまう。このようなことから、その濃度は5〜1000ppmであるのが好ましく、8〜500ppmであるのがより好ましく、特に8〜300ppmであるのが更に好ましい。
【0022】
また、熱搬送媒体に含まれる不凍剤の種類に関しても特に制限はなく、エチレングリコールやプロピレングリコールなどのグリコールやメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコールから選ばれた少なくとも1種類以上の化合物が好ましく、プロピレングリコールが特に好ましい。不凍剤の濃度に関しては、濃度が低いと熱搬送媒体の凝固温度が高くなるため、低温への使用可能な温度域が小さくなるため好ましくなく、逆に濃度が大きいと使用温度域がより低温まで拡張できるが、粘性が大きくなるため流動が困難となるため好ましくない。このようなことから、不凍剤の濃度は5〜40重量%が好ましく、特に7〜30重量%がより好ましい。
【0023】
以上、本発明に従う熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムの実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【0024】
【実施例】
次に、上述した熱搬送媒体の効果を確認するために、次の通りの試験を行った。
実施例
実施例として、熱媒体としての水に、不凍剤としてのプロピレングリコールを30重量%、界面活性剤(摩擦低減剤)としてのステアリルトリメチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムをそれぞれ1000ppm、600ppmを添加し、そして消泡剤としてシリコーンコンパウンド系消泡剤(信越化学株式会社製、シリコーン消泡剤KS−66)を添加し、消泡剤について種々の濃度に溶解させた水溶液(以下、「摩擦抵抗低減水溶液」ともいう)を調整した。
【0025】
比較例1
比較例1として、前記実施例の熱搬送媒体に消泡剤を添加しない以外は全て同じ成分の水溶液を調整した。
比較例2
比較例2として、前記実施例の熱搬送媒体において、消泡剤としてシリコーンコンパウンド系消泡剤に代えて金属石鹸系消泡剤(サンノプコ株式会社製、ノプコNXZ)を用いた以外は全て同じ成分で、金属石鹸系消泡剤について種々の濃度に溶解させた水溶液を調整した。
【0026】
(1)摩擦低減効果の評価試験
配管サイズ50Aの炭素鋼鋼管(SGP黒管)30mと、片渦巻式ポンプ(三和ハイドロテック株式会社製、形式MPL−8515)と、電磁流量計(株式会社日立製作所製、形式FMR104W−40)とを用いてループラインを構成した。片渦巻式ポンプの動力は、定格(60kHz)で7.5kWであり、この片渦巻式ポンプをインバータ制御を行うことによりポンプ動力の調整を行った。配管を流れる流量がポンプの定格流量値(250dm/min)で一定になるように、ポンプ動力をインバータ制御し、ポンプ動力削減率を計測して評価した。一般に、ポンプ動力はインバータ周波数の3乗に比例するので、ポンプ動力低減率は、{1−(インバータ周波数/60)}×100で求められる。
【0027】
実施例、比較例1及び比較例2の熱搬送媒体について、上述した摩擦低減効果の評価試験を行った。この評価試験においては、これら熱搬送媒体の温度は30℃であった。
【0028】
この摩擦低減効果の評価試験の結果は、図2に示す通りであった。実施例においては、消泡剤の濃度が100ppmまでの範囲ではポンプ動力削減効果はほぼ一定で約30%の削減効果が得られたが、その濃度が100ppmを超える範囲ではポンプ動力削減効果が除々に減少した。これに対して、比較例1においては、ポンプ動力削減効果は約30%であった。また、比較例2においては、消泡剤の濃度が1ppmであるときには約30%のポンプ動力削減率が得られたが、その濃度が1ppmを超えるとポンプ動力削減効果が急激に低減し、ほとんどその効果が得られなかった。
【0029】
(2)発泡性の評価試験
発泡性の評価試験は、JIS K 3362−1998「合成洗剤試験法」に従って行った。実施例、比較例1及び比較例2の熱搬送媒体について、温度25℃の熱搬送媒体200mlを900mmの高さから30秒間で液面に落下させたときに生じる泡の高さを目視で計測することにより評価した。
【0030】
この発泡性の評価試験の結果は、図3に示す通りであった。実施例においては、消泡剤の濃度が1ppmより少ない範囲では、発泡現象が観察されたが、消泡剤の濃度が1ppmを超える範囲では、消泡剤の濃度が増加するにつれて発泡の程度が徐々に減少し、10ppm以上の濃度範囲では、発泡現象の発生は観測限界以下であった。比較例2においても、実施例と同様な発泡低減効果が得られた。これに対して、比較例1では大きな発泡現象が観測された。
【0031】
上述した摩擦低減効果の評価試験及び発泡性の評価試験から、次のことが判明した。シリコーンコンパウンド系消泡剤を用いた実施例では、ポンプ動力削減効果を維持しつつ、発泡現象を抑制できることが分かった。また、添加する消泡剤の濃度に、好ましい条件があることがこれらの評価試験により見出された。これに対して、金属石鹸消泡剤を用いた比較例2では、発泡性は実施例の結果とほぼ同じ傾向を示すが、ポンプ動力削減効果については消泡剤の濃度が1ppmより高くなると、急激にその効果が低減することが観察され、実施例のようにポンプ動力削減効果を維持しつつ、発泡性を抑制できないことが分かった。
【0032】
本発明の請求項1に記載の熱搬送媒体によれば、熱搬送媒体に消泡剤が添加されているので、発泡現象の発生を著しく抑えることができ、長期にわたって摩擦低減効果を維持することができる。また、消泡剤がシリコーンコンパウンド系化合物を用いるので、熱搬送媒体の摩擦低減効果を維持しながら発泡を抑えることができる。更に、消泡剤の濃度が8〜300ppmであるので、熱搬送媒体の泡の発生を充分に抑えることができる。
【0033】
また、本発明の請求項2に記載の熱搬送媒体によれば、消泡剤がジメチルシリコーンオイル及びポリオキシアルキレン系シリコーンオイルから選ばれた少なくとも1種類以上の化合物であるので、熱搬送媒体の摩擦低減効果を維持しながら発泡を効果的に抑えることができる。
【0034】
本発明の請求項3に記載の熱搬送システムによれば、開放系循環配管に用いた場合においても、熱搬送媒体に泡の発生がほとんどなく、所望の摩擦低減効果が長期にわたって維持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う熱搬送媒体が適用される熱搬送システムの一例を示す概略図である。
【図2】熱搬送媒体に添加される消泡剤の濃度とポンプ動力削減率との関係を示す図である。
【図3】熱搬送媒体に添加される消泡剤の濃度と発泡度との関係を示す図である。
【符号の説明】
2 受熱側システム
4 放熱側システム
6 往きライン
8 戻りライン
10 循環ポンプ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat transfer medium that uses a surfactant aqueous solution as a heat transfer medium to reduce fluid friction, and a heat transfer system using the heat transfer medium.
[0002]
[Prior art]
For example, in a district cooling and heating system, heat from a heat receiving (heat supply) side plant is supplied to a heat radiating (heat utilization) side plant, for example, an air conditioning system such as a building. Is used. The piping for circulating the cooling / heating medium has a length of several kilometers or more, and the power for transporting water as the cooling / heating medium is considerably large, which is about 60 to 70% of the running cost of the district cooling / heating system. It is said.
[0003]
For this reason, as an effective method for reducing the power for transporting water, a method has been proposed in which a surfactant aqueous solution exhibiting viscoelasticity is used as a heat transport medium and the flow frictional resistance of the heat transport medium is significantly reduced. (For example, see Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4). When several tens to several thousand ppm of a surfactant made of a mixture of a specific quaternary ammonium salt and salicylate is dissolved in water flowing through a pipe connecting the heat receiving side plant and the heat radiating side plant, the surfactant is dissolved in water. Thus, it is said that the micelle is formed by arranging the hydrophilic base portion around the hydrophobic base portion in the outer peripheral portion, and the micelle forms a rod-like form and is entangled in the higher order to show viscoelasticity.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 3-76360 [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 4-6231 [Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 5-47534 [Patent Document 4]
JP-A-8-311431
[Problems to be solved by the invention]
The fact that the friction reducing effect can be obtained by using such a surfactant is limited to the use in the closed system circulation pipe (circulation line) in the heat receiving side plant and the heat radiation side plant. There is no effect. This is because, when a heat transfer medium containing such a surfactant is used in an open circulation pipe represented by a cooling tower, the foam is vigorously foamed in the cooling tower due to the surface active effect of the surfactant. There is a problem that the heat transfer medium (that is, the circulating liquid) is reduced due to scattering by the wind. If the heat transfer medium is reduced in this way, circulation of the heat transfer medium in the system is delayed and a fatal problem of system down occurs. In addition, when foaming occurs in the cooling tower, there is a problem that the generated bubbles are scattered by the wind and contaminate the surrounding area.
[0006]
An object of the present invention is to provide a heat transfer medium with less foaming even when an aqueous solution of a surfactant is used as a heat transfer medium in an open circulation pipe.
Another object of the present invention is to provide a heat transfer system that can suppress a decrease in heat transfer medium during operation and can be stably operated over a long period of time.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
When the present inventors use an aqueous surfactant solution having a friction reducing effect as a heat transfer medium, when an antifoaming agent is added to the aqueous solution, the surfactant in the aqueous solution is almost foamed even in an open circulation pipe. It was found that the effect of reducing friction can be sustained and the object can be achieved.
[0008]
The heat transfer medium according to claim 1 of the present invention is a heat transfer medium circulated through a heat receiving side system, a heat radiating side system, a forward line and a return line connecting them, and an antifreezing agent, an antifoaming agent, and A surfactant for reducing frictional resistance in piping is added to an aqueous liquid, the antifoaming agent is a silicone compound compound, and the concentration of the antifoaming agent is 8 to 300 ppm .
[0009]
According to the present invention, when using a heat transport medium in which a surfactant having a friction reducing effect is added to an aqueous liquid containing an antifreeze that can be used without freezing even under low temperature conditions, an aqueous surfactant solution is used. When a strong stimulus is applied to the gas-liquid interface, foaming occurs, but foaming can be suppressed by adding an antifoaming agent to the heat transfer medium. This is because the antifoaming agent adheres to the foam film and enters the foam film, and then expands the foam film to break the foam film (known as the so-called Ross theory). Thereby, foaming of the surfactant in the aqueous solution (in the liquid phase) is suppressed, and the friction reducing effect can be prevented from being reduced. Since the foaming phenomenon of the surfactant aqueous solution occurs in the open circulation pipe, a sufficient effect can be obtained particularly by using this heat transfer medium in the open circulation pipe.
Moreover, since the antifoaming agent is a silicone compound compound, foaming can be suppressed while maintaining the friction reducing effect of the heat transfer medium. Furthermore, since the concentration of the antifoaming agent is 8 to 300 ppm, generation of bubbles in the heat transfer medium can be sufficiently suppressed.
[0010]
In the heat transfer medium according to claim 2 of the present invention, the antifoaming agent is at least one compound selected from dimethyl silicone oil and polyoxyalkylene silicone oil .
[0011]
According to the present invention, since the antifoaming agent is at least one compound selected from dimethyl silicone oil and polyoxyalkylene silicone oil, foaming is effectively performed while maintaining the friction reducing effect of the heat transfer medium. Can be suppressed.
[0013]
A heat transfer system according to claim 3 of the present invention is characterized by using the heat transfer medium according to claim 1 or 2 .
According to the present invention, since the above-described heat transfer medium is used, even when the heat transfer medium is used in an open system circulation pipe, the heat transfer medium hardly generates bubbles, and a desired friction reducing effect is maintained for a long time.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a heat transfer medium and a heat transfer system using the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a heat transfer system using a heat transfer medium according to the present invention.
[0015]
In FIG. 1, the illustrated heat transfer system includes a heat receiving side system 2 that applies heat (cold heat and / or heat) to a heat transfer medium, and a heat dissipation side system 4 that dissipates the heat of the heat transfer medium. The heat receiving side system 2 is, for example, a chiller / heater, a heat exchanger for cooling a power generation engine, a waste heat recovery machine for a garbage incinerator, and the heat radiating side system 4 is, for example, a cooling tower.
[0016]
The heat receiving side system 2 and the heat radiating side system 4 are connected via a forward line 6 and a return line 8, and the forward line 6 and the return line 8 circulate through a heat transfer medium described later through the heat receiving side system 2 and the heat radiating side system 4. Establish a circulation pipe to be used.
[0017]
In this heat transfer system, a circulation pump 10 is disposed in the forward line 6, and a flow meter 12 is disposed in the return line 8. The circulation pump 10 circulates the heat transfer medium through a circulation pipe, and the heat transfer medium that has received heat in the heat receiving side system 2 is supplied to the heat radiating side system 4 through the forward line 6 and is radiated by the heat radiating side system 4. The heat transfer medium after heat radiation returns to the heat receiving side system 2 through the return line 8, and the heat transfer medium is circulated in this way. The flow meter 12 is composed of, for example, an electromagnetic flow meter, and measures the flow rate of the heat transfer medium flowing through the return line 8.
[0018]
The heat transfer medium is applied to such a heat transfer system, and is used by filling the circulation pipe. In this heat transfer system, the heat radiation side system 4, for example, the cooling tower, is an open system device, and can be advantageously applied to a system including such an open system circulation line (circulation piping).
[0019]
In this heat transfer medium, a surfactant and an antifreeze are added to water, which is a heat (cold / heat) medium, and an antifoaming agent is added to suppress a foaming phenomenon that is particularly problematic in an open system circulation line. Yes.
[0020]
The type of surfactant contained in the heat transfer medium is not particularly limited. For example, a mixture of cetyltrimethylammonium salt and salicylate, a mixture of stearyltrimethylammonium salt and salicylate, dodecyltrimethylammonium salt and salicylic acid. A mixture of salts, a mixture of hexyltrimethylammonium salt and salicylate, a mixture of heptyltrimethylammonium salt and salicylate, a mixture of oleylbis (hydroxyethyl) methylammonium salt and salicylate, a mixture of oleylhydroxyethyldimethylammonium salt and salicylate, Mixture of oleyl tri (hydroxyethyl) ammonium salt and salicylate, oleylhydroxyethyldimethylamine oxide, oleylbis (hydroxyethyl) methyl Nmo bromide oxide, Oreirutori (hydroxyethyl) ammonium oxide, and the like Cecil trimethylammonium oxide. If the concentration of this surfactant is small, the friction reducing effect does not appear, and if it is too large, the friction reducing effect does not increase beyond a certain value, which is economically wasteful. For this reason, the concentration is preferably 300 to 4000 ppm, more preferably 500 to 2500 ppm.
[0021]
The type of antifoaming agent added to the heat transfer medium is not particularly limited, but is preferably a silicone compound compound, for example, at least one selected from dimethyl silicone oil and polyoxyalkylene silicone oil. Are preferred. Regarding the concentration of the antifoaming agent, if it is small, the defoaming effect is small, and if it is too large, the defoaming effect is not particularly changed, but the friction reducing effect of the surfactant is inhibited. For this reason, the concentration is preferably 5 to 1000 ppm, more preferably 8 to 500 ppm, and even more preferably 8 to 300 ppm.
[0022]
In addition, there is no particular limitation on the type of antifreeze contained in the heat transfer medium, preferably at least one compound selected from glycols such as ethylene glycol and propylene glycol, and alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, Propylene glycol is particularly preferred. Regarding the concentration of antifreeze, a low concentration increases the solidification temperature of the heat transfer medium, which is not preferable because the temperature range that can be used at low temperatures is reduced. On the contrary, if the concentration is high, the operating temperature range is lower. However, it is not preferable because the viscosity becomes large and the flow becomes difficult. For these reasons, the concentration of the antifreeze is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 7 to 30% by weight.
[0023]
The embodiments of the heat transfer medium and the heat transfer system using the heat transfer medium according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Or it can be modified.
[0024]
【Example】
Next, in order to confirm the effect of the heat transfer medium described above, the following test was performed.
As an example <br/> embodiment, water as the heat medium, 30% by weight of propylene glycol as antifreeze, 1000 ppm surfactant stearyl trimethyl ammonium chloride and sodium salicylate as (friction reducing agent), respectively, 600 ppm was added, and a silicone compound antifoaming agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., silicone antifoaming agent KS-66) was added as an antifoaming agent. (Also referred to as “friction resistance reducing aqueous solution”).
[0025]
Comparative Example 1
As Comparative Example 1, an aqueous solution of the same components was prepared except that no antifoaming agent was added to the heat transfer medium of the above example.
Comparative Example 2
As Comparative Example 2, all the same components except that a metal soap type antifoaming agent (manufactured by San Nopco Co., Ltd., Nopco NXZ) was used as the antifoaming agent in place of the silicone compound type antifoaming agent in the heat transfer medium of the above example. Then, aqueous solutions in which metal soap type antifoaming agents were dissolved at various concentrations were prepared.
[0026]
(1) Evaluation test of friction reduction effect Carbon steel pipe (SGP black pipe) 30m with a pipe size of 50A, a single spiral pump (manufactured by Sanwa Hydrotech Co., Ltd., model MPL-8515), and an electromagnetic flow meter (Co., Ltd.) A loop line was constructed using Hitachi, Ltd., model FMR104W-40). The power of the single spiral pump was 7.5 kW at the rating (60 kHz), and the pump power was adjusted by performing inverter control on this single spiral pump. The pump power was controlled by an inverter, and the pump power reduction rate was measured and evaluated so that the flow rate through the pipe would be constant at the rated flow rate value of the pump (250 dm 3 / min). In general, since pump power is proportional to the cube of the inverter frequency, the pump power reduction rate is obtained by {1- (inverter frequency / 60) 3 } × 100.
[0027]
For the heat transfer media of Examples, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the above-described evaluation test of the friction reduction effect was performed. In this evaluation test, the temperature of these heat transfer media was 30 ° C.
[0028]
The result of the evaluation test of the friction reducing effect is as shown in FIG. In the examples, the pump power reduction effect was almost constant and a reduction effect of about 30% was obtained in the range where the concentration of the antifoaming agent was up to 100 ppm, but the pump power reduction effect was gradually increased in the range where the concentration exceeded 100 ppm. Decreased. On the other hand, in Comparative Example 1, the pump power reduction effect was about 30%. In Comparative Example 2, a pump power reduction rate of about 30% was obtained when the concentration of the antifoaming agent was 1 ppm. However, when the concentration exceeded 1 ppm, the pump power reduction effect was drastically reduced, The effect was not obtained.
[0029]
(2) Evaluation test of foamability The evaluation test of foamability was performed according to JIS K 3362-1998 "Synthetic detergent test method". For the heat transfer medium of Example, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the height of bubbles generated when 200 ml of a heat transfer medium having a temperature of 25 ° C. was dropped from 900 mm onto the liquid surface in 30 seconds was visually measured. It was evaluated by doing.
[0030]
The results of the foamability evaluation test were as shown in FIG. In the examples, the foaming phenomenon was observed when the concentration of the antifoaming agent was less than 1 ppm. However, when the concentration of the antifoaming agent exceeded 1 ppm, the degree of foaming increased as the concentration of the antifoaming agent increased. It gradually decreased, and in the concentration range of 10 ppm or more, the occurrence of the foaming phenomenon was below the observation limit. In Comparative Example 2, the same foaming reduction effect as that of the example was obtained. In contrast, in Comparative Example 1, a large foaming phenomenon was observed.
[0031]
From the evaluation test of the friction reduction effect and the evaluation test of foamability described above, the following has been found. In the Example using a silicone compound type antifoamer, it turned out that a foaming phenomenon can be suppressed, maintaining a pump power reduction effect. Also, these evaluation tests have found that there are preferable conditions for the concentration of the antifoaming agent to be added. On the other hand, in Comparative Example 2 using the metal soap antifoaming agent, the foaming property shows almost the same tendency as the result of the example, but for the pump power reduction effect, when the concentration of the antifoaming agent is higher than 1 ppm, It was observed that the effect rapidly decreased, and it was found that the foamability could not be suppressed while maintaining the pump power reduction effect as in the example.
[0032]
According to the heat carrier medium of claim 1 of the present invention, because the defoaming agent to the heat transport medium is added, it is possible to suppress significantly the occurrence of the foaming phenomenon, keeping the friction reducing effect for a long time Can do. In addition, since the antifoaming agent uses a silicone compound compound, foaming can be suppressed while maintaining the friction reducing effect of the heat transfer medium. Furthermore, since the concentration of the antifoaming agent is 8 to 300 ppm, generation of bubbles in the heat transfer medium can be sufficiently suppressed.
[0033]
Moreover, according to the heat carrier medium of claim 2 of the present invention, since the antifoaming agent is at least one compound selected from dimethyl silicone oil and polyoxyalkylene silicone oil, Foaming can be effectively suppressed while maintaining the friction reducing effect.
[0034]
According to the heat transfer system of the third aspect of the present invention, even when the heat transfer system is used in an open system circulation pipe, the heat transfer medium hardly generates bubbles, and a desired friction reducing effect is maintained for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a heat transfer system to which a heat transfer medium according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the concentration of an antifoaming agent added to a heat transfer medium and a pump power reduction rate.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the concentration of an antifoaming agent added to a heat transfer medium and the degree of foaming.
[Explanation of symbols]
2 Heat receiving side system 4 Heat radiation side system 6 Outward line 8 Return line 10 Circulation pump

Claims (3)

受熱側システム、放熱側システム、これらを接続する往きライン及び戻りラインを通して循環される熱搬送媒体であって、不凍剤、消泡剤及び配管における摩擦抵抗を低減するための界面活性剤が、水性液体に添加され、前記消泡剤がシリコーンコンパウンド系化合物であり、前記消泡剤の濃度が8〜300ppmであることを特徴とする熱搬送媒体。 A heat receiving medium, a heat radiating side system, a heat transfer medium circulated through a forward line and a return line connecting them, and an antifreezing agent, an antifoaming agent, and a surfactant for reducing frictional resistance in piping , A heat transfer medium added to an aqueous liquid , wherein the antifoaming agent is a silicone compound compound, and the concentration of the antifoaming agent is 8 to 300 ppm. 前記消泡剤がジメチルシリコーンオイル及びポリオキシアルキレン系シリコーンオイルから選ばれた少なくとも1種類以上の化合物であることを特徴とする請求項1に記載の熱搬送媒体。 2. The heat carrier medium according to claim 1, wherein the antifoaming agent is at least one compound selected from dimethyl silicone oil and polyoxyalkylene silicone oil . 請求項1又は2に記載された熱搬送媒体を用いることを特徴とする熱搬送システム。A heat transfer system using the heat transfer medium according to claim 1 .
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