JP4771351B2 - Heat transfer medium and heat transfer system using the same - Google Patents
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Description
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。 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.
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。 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.
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。
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
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。 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.
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。
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.
本発明者は、摩擦低減効果を有する第四級アンモニウム塩系界面活性剤水溶液を熱搬送媒体に使用する場合に、この水溶液中にシリコーンエマルジョン系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。 When the present inventors use a quaternary ammonium salt-based surfactant aqueous solution having a friction reducing effect as a heat transport medium, the addition of a silicone emulsion antifoaming agent to this aqueous solution results in the surfactant in the aqueous solution. However, it was found that even in an open circulation pipe, foaming hardly occurs and the friction reducing effect can be maintained, and the object can be achieved.
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、第四級アンモニウム塩系界面活性剤と、グリコール及びアルコールから選ばれた少なくとも１種類以上の不凍剤と、シリコーンエマルジョン系消泡剤とが、水に添加されており、前記消泡剤の濃度が８〜３００ｐｐｍであることを特徴とする。
The heat transfer medium according to
また、本発明の請求項２に記載の熱搬送媒体システムは、請求項１に記載された熱搬送媒体を用いることを特徴とする。
A heat transfer medium system according to
本発明の請求項１に記載の熱搬送媒体によれば、熱搬送媒体に第四級アンモニウム塩系界面活性剤及びシリコーンエマルジョン系消泡剤が添加されているので、摩擦低減効果を維持しながら発泡現象の発生を著しく抑えることができる。また、シリコーンエマルジョン系消泡剤の濃度が８〜３００ｐｐｍであるので、熱搬送媒体の泡の発生を充分に効果的に抑えることができる。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、この熱搬送媒体にシリコーンエマルジョン系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、発泡による摩擦低減効果の低下が防止できる。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、開放系循環配管を備えた熱搬送システム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が、密閉系循環配管を備えた熱搬送システムにも用いることができる。
According to the heat carrier medium of
また、本発明の請求項２に記載の熱搬送システムによれば、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。 Moreover, according to the heat transfer system of the second aspect of the present invention, since the above-described heat transfer medium is used, there is almost no generation of bubbles in the heat transfer medium even when used in an open system circulation pipe. The friction reducing effect is maintained for a long time.
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。 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.
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、ビルの空調システムなどである。
In FIG. 1, the illustrated heat transfer system includes a heat
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成する。
The heat
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。
In this heat transfer system, a
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、例えば空調システムの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。 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, a cooling tower of an air conditioning system, is an open system device, and can be advantageously applied to a system including such an open system circulation line (circulation piping).
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。 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.
熱搬送媒体に含まれる界面活性剤は、第四級アンモニウム塩系界面活性剤が用いられ、この第四級アンモニウム塩系界面活性剤としては、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。 As the surfactant contained in the heat transfer medium, a quaternary ammonium salt surfactant is used. Examples of the quaternary ammonium salt surfactant include a mixture of cetyltrimethylammonium salt and salicylate, stearyl. Mixture of trimethylammonium salt and salicylate, mixture of dodecyltrimethylammonium salt and salicylate, mixture of hexyltrimethylammonium salt and salicylate, mixture of heptyltrimethylammonium salt and salicylate, oleylbis (hydroxyethyl) methylammonium salt and salicylate A mixture of oleylhydroxyethyldimethylammonium salt and salicylate, a mixture of oleyltri (hydroxyethyl) ammonium salt and salicylate, and the like. 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.
熱搬送媒体に加えられる消泡剤は、シリコーンエマルジョン系化合物から選ばれた少なくとも１種類以上の化合物が用いられる。第四級アンモニウム塩系界面活性剤とシリコーンエマルジョン系化合物とを組み合わせて用いることによって、摩擦低減効果を維持しながら消泡効果を得ることができ、熱搬送システムの熱搬送媒体として好適なものとなる。このシリコーンエマルジョン系化合物としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル水分散エマルジョン、メチルフェニルシリコーンオイル水分散エマルジョン、ポリオキシアルキレン系シリコーンオイル水分散エマルジョン、ジメチルシリコーンオイルアルコール分散エマルジョン、メチルフェニルシリコーンオイルアルコール分散エマルジョン、ポリオキシアルキレン系シリコーンオイルアルコール分散エマルジョン、ジメチルシリコーンオイルエーテル分散エマルジョン、メチルフェニルシリコーンオイルエーテル分散エマルジョン、ポリオキシアルキレン系シリコーンオイルエーテル分散エマルジョン、ジメチルシリコーンオイルグリコール分散エマルジョン、メチルフェニルシリコーンオイルグリコール分散エマルジョン、ポリオキシアルキレン系シリコーンオイルグリコール分散エマルジョン、ジメチルシリコーンオイルアルカン分散エマルジョン、メチルフェニルシリコーンオイルアルカン分散エマルジョン、ポリオキシアルキレン系シリコーンオイルアルカン分散エマルジョン、ジメチルシリコーンオイルアルケン分散エマルジョン、メチルフェニルシリコーンオイルアルケン分散エマルジョン、ポリオキシアルキレン系シリコーンオイルアルケン分散エマルジョンなどである。上記シリコーンエマルジョン系化合物は、他の消泡剤（例えば、金属石鹸系、シリコーンコンパウンド系、オイル系等）と比較して、本発明のような水性液体を含む熱搬送媒体に極めて良く溶解するので、取扱いも容易である。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であるのが更に一層好ましい。 As the antifoaming agent added to the heat transfer medium, at least one compound selected from silicone emulsion compounds is used. By using a combination of a quaternary ammonium salt surfactant and a silicone emulsion compound, it is possible to obtain a defoaming effect while maintaining a friction reducing effect, which is suitable as a heat transfer medium for a heat transfer system. Become. Examples of the silicone emulsion compound include dimethyl silicone oil water dispersion emulsion, methylphenyl silicone oil water dispersion emulsion, polyoxyalkylene silicone oil water dispersion emulsion, dimethyl silicone oil alcohol dispersion emulsion, methylphenyl silicone oil alcohol dispersion emulsion, Polyoxyalkylene silicone oil alcohol dispersion emulsion, dimethyl silicone oil ether dispersion emulsion, methylphenyl silicone oil ether dispersion emulsion, polyoxyalkylene silicone oil ether dispersion emulsion, dimethyl silicone oil glycol dispersion emulsion, methylphenyl silicone oil glycol dispersion emulsion, Polio Sialkylene silicone oil glycol dispersion emulsion, dimethyl silicone oil alkane dispersion emulsion, methylphenyl silicone oil alkane dispersion emulsion, polyoxyalkylene silicone oil alkane dispersion emulsion, dimethyl silicone oil alkene dispersion emulsion, methylphenyl silicone oil alkene dispersion emulsion, poly And oxyalkylene-based silicone oil alkene dispersion emulsion. The silicone emulsion compound dissolves very well in a heat transfer medium containing an aqueous liquid as in the present invention as compared with other antifoaming agents (for example, metal soap, silicone compound, oil, etc.). It is easy to handle. 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.
また、熱搬送媒体に含まれる不凍剤は、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用いられ、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。 The antifreeze contained in the heat transfer medium is at least one compound selected from glycols such as ethylene glycol and propylene glycol and alcohols such as methanol, ethanol and propanol, and propylene glycol is particularly preferable. 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.
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。 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.
例えば、上述した実施形態では、熱搬送システムとして開放系循環ラインのものに適用して説明したが、密閉系循環ラインのものにも当然に適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the heat transfer system is described as being applied to an open circuit circulation line, but can naturally be applied to a closed system circulation line.
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１
実施例１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）としてのオレイルトリ（ヒドロキシエチル）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エマルジョン系消泡剤（サンノプコ株式会社製、商品名：ダッポーＨ−２０３）を添加し、消泡剤について種々の濃度（１ｐｐｍ、３ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍ、１００００ｐｐｍ）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。
Next, in order to confirm the effect of the heat transfer medium described above, the following test was performed.
Example 1
In Example 1, water as a heat medium, propylene glycol as an antifreeze agent is 30% by weight, oleyltri (hydroxyethyl) ammonium chloride and sodium salicylate as surfactants (friction reducing agents) are 1000 ppm and 600 ppm, respectively. And a silicone emulsion antifoaming agent (manufactured by San Nopco, trade name: Dappo H-203) is added as an antifoaming agent, and various concentrations (1 ppm, 3 ppm, 5 ppm, 10 ppm, 30 ppm) of the antifoaming agent are added. An aqueous solution (hereinafter also referred to as “friction resistance reducing aqueous solution”) dissolved in 50 ppm, 100 ppm, 300 ppm, 500 ppm, 1000 ppm, 3000 ppm, 5000 ppm, 10000 ppm) was prepared.
実施例２
実施例２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）としてのオレイルビス（ヒドロキシエチル）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エマルジョン系消泡剤（サンノプコ株式会社製、商品名：ダッポーＨ−２０３）を添加し、消泡剤について種々の濃度（１ｐｐｍ、３ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍ、１００００ｐｐｍ）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。
Example 2
As Example 2, water as a heat medium, propylene glycol as an antifreeze agent at 30% by weight, oleylbis (hydroxyethyl) methylammonium chloride as a surfactant (friction reducing agent) and sodium salicylate at 1000 ppm and 600 ppm, respectively. Then, a silicone emulsion antifoaming agent (manufactured by San Nopco, trade name: Dappo H-203) is added as an antifoaming agent, and various concentrations (1 ppm, 3 ppm, 5 ppm, 10 ppm, 30 ppm) of the antifoaming agent are added. , 50 ppm, 100 ppm, 300 ppm, 500 ppm, 1000 ppm, 3000 ppm, 5000 ppm, and 10000 ppm) were adjusted to prepare an aqueous solution (hereinafter, also referred to as “friction resistance reducing aqueous solution”).
比較例１
比較例１として、前記実施例１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２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。
Comparative Example 1
As Comparative Example 1, aqueous solutions of the same components were prepared except that no antifoaming agent was added to the heat transfer medium of Example 1.
Comparative Example 2
As Comparative Example 2, an aqueous solution of the same components was prepared except that no antifoaming agent was added to the heat transfer medium of Example 2.
比較例３
比較例３として、前記実施例１の熱搬送媒体において、消泡剤としてシリコーンエマルジョン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、商品名：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（１ｐｐｍ、３ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍ、１００００ｐｐｍ）に溶解させた水溶液を調整した。
Comparative Example 3
As Comparative Example 3, in the heat transfer medium of Example 1, a metal soap type antifoaming agent (manufactured by San Nopco Co., Ltd., trade name: Nopco NXZ) was used as an antifoaming agent instead of the silicone emulsion antifoaming agent. Are all the same ingredients, and prepared various solutions (1ppm, 3ppm, 5ppm, 10ppm, 30ppm, 50ppm, 100ppm, 300ppm, 500ppm, 1000ppm, 3000ppm, 5000ppm, 10,000ppm) did.
（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（２５０ｄｍ３／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）３｝×１００で求められる。
(1) Evaluation test for 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.
実施例１、実施例２、比較例１、比較例２及び比較例３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。 For the heat transfer media of Example 1, Example 2, Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3, the above-described friction reduction effect evaluation test was performed. In this evaluation test, the temperature of these heat transfer media was 30 ° C.
この摩擦低減効果の評価試験の結果は、表１に示す通りであり、この表１の結果内容を図２に示した。実施例１及び２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及び２においては、ポンプ動力削減効果はそれぞれ約３６％、約３８％であった。また、比較例３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。 The results of the evaluation test of the friction reduction effect are as shown in Table 1, and the results of Table 1 are shown in FIG. In Examples 1 and 2, the pump power reduction effect was almost constant and a reduction effect of about 30% was obtained when the concentration of the defoaming agent was up to 100 ppm. However, when the concentration exceeded 100 ppm, the pump power reduction was achieved. The effect gradually decreased. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the pump power reduction effect was about 36% and about 38%, respectively. In Comparative Example 3, 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 decreased drastically, The effect was not obtained.
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１、実施例２、比較例１、比較例２及び比較例３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。
この発泡性の評価試験の結果は、表２に示す通りであり、この表２の結果内容を図３に示した。実施例１及び２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３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及び２では大きな発泡現象が観測された。 The results of the foamability evaluation test are as shown in Table 2. The contents of the results of Table 2 are shown in FIG. In Examples 1 and 2, a 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, foaming occurred as the concentration of the antifoaming agent increased. In the concentration range of 10 ppm or more, the occurrence of the foaming phenomenon was below the observation limit. In Comparative Example 3, the same foaming reduction effect as that of the example was obtained. In contrast, in Comparative Examples 1 and 2, a large foaming phenomenon was observed.
この熱搬送媒体は、第四級アンモニウム塩系界面活性剤と、グリコール及びアルコールから選ばれた少なくとも１種類以上の不凍剤と、シリコーンエマルジョン系消泡剤とが添加されているので、摩擦低減効果を維持しながら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、この熱搬送媒体を用いた熱搬送媒体システムは、開放系循環配管においても、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。 This heat transfer medium has a quaternary ammonium salt surfactant, at least one antifreeze selected from glycol and alcohol, and a silicone emulsion defoamer added to reduce friction. The occurrence of the foaming phenomenon can be remarkably suppressed while maintaining the effect, and the friction reducing effect can be maintained over a long period of time. Further, in the heat transfer medium system using this heat transfer medium, bubbles are hardly generated in the heat transfer medium even in the open circulation piping, and the desired friction reduction effect is maintained for a long time.
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
2 Heat-receiving side system 4 Heat-dissipating side system 6
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