JPH0694247A - 近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法及び装置 - Google Patents
近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法及び装置Info
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- JPH0694247A JPH0694247A JP4269079A JP26907992A JPH0694247A JP H0694247 A JPH0694247 A JP H0694247A JP 4269079 A JP4269079 A JP 4269079A JP 26907992 A JP26907992 A JP 26907992A JP H0694247 A JPH0694247 A JP H0694247A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 近距離熱源地点から放熱地点までの熱媒移送
時における抗力及び伝熱係数を大幅に低減し、熱媒移送
エネルギー、熱エネルギーロス、設備コスト、材料コス
ト等を大幅に低減し、かつ放熱地点における放熱効率を
大幅に向上する近距離熱源からの熱エネルギー移送によ
る暖房システムの提供。 【構成】 近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖
房システムにおいて、熱源地点と放熱地点との間の直径
１０〜７５ｍｍ熱媒移送管内に、液温が４０〜７０℃で
あり、対イオンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と界
面活性剤としてのハロゲン（例えば塩素、臭素）化ステ
アリルトリメチルアンモニウム各１００〜５００ｐｐｍ
含有の温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，０００
で流通せしめる。また、同温水を放熱地点では４０，０
００を越えるレイノルズ数以上で流通せしめる。
時における抗力及び伝熱係数を大幅に低減し、熱媒移送
エネルギー、熱エネルギーロス、設備コスト、材料コス
ト等を大幅に低減し、かつ放熱地点における放熱効率を
大幅に向上する近距離熱源からの熱エネルギー移送によ
る暖房システムの提供。 【構成】 近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖
房システムにおいて、熱源地点と放熱地点との間の直径
１０〜７５ｍｍ熱媒移送管内に、液温が４０〜７０℃で
あり、対イオンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と界
面活性剤としてのハロゲン（例えば塩素、臭素）化ステ
アリルトリメチルアンモニウム各１００〜５００ｐｐｍ
含有の温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，０００
で流通せしめる。また、同温水を放熱地点では４０，０
００を越えるレイノルズ数以上で流通せしめる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、近距離熱源からの熱エ
ネルギー移送による暖房システムに関するものであり、
特に棒状ミセルを形成する界面活性剤を添加した熱媒を
熱媒移送管及び放熱器内に流通せしめる省エネルギー型
の近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法及
び装置に関する。
ネルギー移送による暖房システムに関するものであり、
特に棒状ミセルを形成する界面活性剤を添加した熱媒を
熱媒移送管及び放熱器内に流通せしめる省エネルギー型
の近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法及
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
地域暖房システム地域暖房システムのごとき近距離熱源
からの熱エネルギー移送による暖房システムの熱効率の
向上のために従来、他方面の努力が続けられて来てい
る。上記における「地域暖房」は、特定地域内で使用す
る空調用・給湯用エネルギーを熱供給プラントで集中的
に製造して、温水・蒸気の形で複数の需要家に供給する
システムのことであるが、最近はコジェネレーションに
よる排熱エネルギーの有効利用、ヒートポンプによる各
種低温熱源の有効利用、蓄熱式ヒートポンプの利用によ
る夜間電力の有効利用などが地域暖房システムの一環と
して検討されている。これらの地域暖房システムにおけ
るプロセスは、．原動機によるコジェネレーションま
たは排熱利用熱回収システム、．需要家へ熱媒配管シ
ステム、．需要家での空調設備・給湯設備等で構成さ
れる。そしてこのようなシステムにおいては、熱効率を
向上させるために従来、コジェネレーション、ヒートポ
ンプなどの性能向上の努力が続けられてきている。しか
しながら、以上のような従来の地域暖房システムでは熱
媒配管系の熱損失が大きく、実用上の大きい障害となっ
ている。
地域暖房システム地域暖房システムのごとき近距離熱源
からの熱エネルギー移送による暖房システムの熱効率の
向上のために従来、他方面の努力が続けられて来てい
る。上記における「地域暖房」は、特定地域内で使用す
る空調用・給湯用エネルギーを熱供給プラントで集中的
に製造して、温水・蒸気の形で複数の需要家に供給する
システムのことであるが、最近はコジェネレーションに
よる排熱エネルギーの有効利用、ヒートポンプによる各
種低温熱源の有効利用、蓄熱式ヒートポンプの利用によ
る夜間電力の有効利用などが地域暖房システムの一環と
して検討されている。これらの地域暖房システムにおけ
るプロセスは、．原動機によるコジェネレーションま
たは排熱利用熱回収システム、．需要家へ熱媒配管シ
ステム、．需要家での空調設備・給湯設備等で構成さ
れる。そしてこのようなシステムにおいては、熱効率を
向上させるために従来、コジェネレーション、ヒートポ
ンプなどの性能向上の努力が続けられてきている。しか
しながら、以上のような従来の地域暖房システムでは熱
媒配管系の熱損失が大きく、実用上の大きい障害となっ
ている。
【０００３】また、高分子添加剤により管内乱流を制御
し抗力減少を図ることが従来より検討されてきており、
この抗力減少技術はアラスカパイプラインを初めとする
多くの石油移送パイプラインで実用化されている。とこ
ろが、同高分子添加剤を使用すると機械的劣化、すなわ
ち高分子鎖の切断が避けられず、地域冷暖房のような閉
路循環システムには適用できないとされている。
し抗力減少を図ることが従来より検討されてきており、
この抗力減少技術はアラスカパイプラインを初めとする
多くの石油移送パイプラインで実用化されている。とこ
ろが、同高分子添加剤を使用すると機械的劣化、すなわ
ち高分子鎖の切断が避けられず、地域冷暖房のような閉
路循環システムには適用できないとされている。
【０００４】そこで機械的劣化が少ない抗力減少用の各
種添加剤を探索した結果、最近棒状ミセルを形成する界
面活性剤がこの種の目的に有効であることが分かり、地
域冷暖房システムの熱媒に添加することが検討され始め
ている。すなわち、カチオン系界面活性剤であるハロゲ
ン化セチルトリメチルアンモニア、特に塩化セチルトリ
メチルアンモニア（ＣＴＡＣと略記する）又は臭化セチ
ルトリメチルアンモニア（ＣＴＡＢと略記する）は、対
イオンの存在下で棒状ミセルを形成し、この棒状ミセル
の絡み合いにより顕著な粘弾性が生じるので、これを利
用して移送管内の移送熱媒の抗力を低減させようとする
ものである。
種添加剤を探索した結果、最近棒状ミセルを形成する界
面活性剤がこの種の目的に有効であることが分かり、地
域冷暖房システムの熱媒に添加することが検討され始め
ている。すなわち、カチオン系界面活性剤であるハロゲ
ン化セチルトリメチルアンモニア、特に塩化セチルトリ
メチルアンモニア（ＣＴＡＣと略記する）又は臭化セチ
ルトリメチルアンモニア（ＣＴＡＢと略記する）は、対
イオンの存在下で棒状ミセルを形成し、この棒状ミセル
の絡み合いにより顕著な粘弾性が生じるので、これを利
用して移送管内の移送熱媒の抗力を低減させようとする
ものである。
【０００５】しかしながら、そうした界面活性剤は高レ
イノルズ数範囲において、強いせん断により棒状ミセル
が破壊される結果、抗力減少効果が失われる恐れがあ
る。したがって、あまり高いレイノルズ数にしないで熱
媒を移送することが肝要である。なお、高レイノルズ数
領域でせん断破壊されたミセルは低レイノルズ数領域で
は棒状ミセルを再形成し、可逆現象を発現する。そこ
で、熱源地点（例えば、ゴミ焼却場）から放熱地点（一
般家庭）までの熱媒移送区間（熱媒輸送セクション）で
は、熱媒（温水）に棒状ミセル形成界面活性剤と対イオ
ン形成剤を添加して、低レイノルズ数下で移送すること
が好ましく、これにより、ポンプ所要動力の削減が達成
される。
イノルズ数範囲において、強いせん断により棒状ミセル
が破壊される結果、抗力減少効果が失われる恐れがあ
る。したがって、あまり高いレイノルズ数にしないで熱
媒を移送することが肝要である。なお、高レイノルズ数
領域でせん断破壊されたミセルは低レイノルズ数領域で
は棒状ミセルを再形成し、可逆現象を発現する。そこ
で、熱源地点（例えば、ゴミ焼却場）から放熱地点（一
般家庭）までの熱媒移送区間（熱媒輸送セクション）で
は、熱媒（温水）に棒状ミセル形成界面活性剤と対イオ
ン形成剤を添加して、低レイノルズ数下で移送すること
が好ましく、これにより、ポンプ所要動力の削減が達成
される。
【０００６】以上により、地域暖房システムにおける好
ましい熱媒移送要領が開発されてきたが、未だ実用的な
システム構成条件等は構築されていない。
ましい熱媒移送要領が開発されてきたが、未だ実用的な
システム構成条件等は構築されていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記従来技術を
さらに改良し、近距離熱源地点から放熱地点までの熱媒
移送管内では抗力減少を達成する近距離熱源からの熱エ
ネルギー移送による暖房技術を提供するものである。ま
た、近距離熱源地点から放熱地点までの熱媒移送管内で
は抗力減少を達成し、かつ熱媒移送時における伝熱抵抗
を低下して、熱エネルギーロスを大幅に低減することが
できると共に、放熱地点の放熱器（熱交換器）内では伝
熱効率を高めて放熱を良好にする、きわめて効率的な近
距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房技術を提供
するものである。すなわち本発明は、（１）近距離熱源
からの熱エネルギー移送による暖房方法において、熱源
地点と放熱地点との間の直径１０〜７５ｍｍの熱媒移送
管内に、液温が４０〜７０℃であり、対イオンとしての
サリチル酸アルカリ金属塩と界面活性剤としてのハロゲ
ン化ステアリルトリメチルアンモニウム各１００〜５０
０ｐｐｍ含有の温水をレイノルズ数１０，０００〜４
０，０００で流通せしめることを特徴とする近距離熱源
からの熱エネルギー移送による暖房方法、（２）近距離
熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法において、
熱源地点と放熱地点との間の直径１０〜７５ｍｍの熱媒
移送管内に、液温が４０〜７０℃であり、対イオンとし
てのサリチル酸アルカリ金属塩と界面活性剤としてのハ
ロゲン化ステアリルトリメチルアンモニウム各１００〜
５００ｐｐｍ含有の温水をレイノルズ数１０，０００〜
４０，０００で流通せしめ、同温水を放熱地点で４０，
０００を越えるレイノルズ数以上で流通せしめることを
特徴とする近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖
房方法、（３）近距離熱源地点と放熱地点との間に対イ
オンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と界面活性剤と
してのハロゲン化ステアリルトリメチルアンモニウム各
１００〜５００ｐｐｍ含有の液温４０〜７０℃の温水を
レイノルズ数１０，０００〜４０，０００で流通せしめ
る直径１０〜７５ｍｍの熱媒移送管を配置してなること
を特徴とする近距離熱源からの熱エネルギー移送による
暖房装置、及び（４）近距離熱源地点と放熱地点との間
に対イオンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と界面活
性剤としてのハロゲン化ステアリルトリメチルアンモニ
ウム各１００〜５００ｐｐｍ含有の液温４０〜７０℃の
温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，０００で流通
せしめた直径１０〜７５ｍｍの熱媒移送管を配置し、放
熱地点に４０，０００を越えるレイノルズ数の前記温水
を流通せしめた放熱器を配置してなることを特徴とする
近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房装置であ
る。
さらに改良し、近距離熱源地点から放熱地点までの熱媒
移送管内では抗力減少を達成する近距離熱源からの熱エ
ネルギー移送による暖房技術を提供するものである。ま
た、近距離熱源地点から放熱地点までの熱媒移送管内で
は抗力減少を達成し、かつ熱媒移送時における伝熱抵抗
を低下して、熱エネルギーロスを大幅に低減することが
できると共に、放熱地点の放熱器（熱交換器）内では伝
熱効率を高めて放熱を良好にする、きわめて効率的な近
距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房技術を提供
するものである。すなわち本発明は、（１）近距離熱源
からの熱エネルギー移送による暖房方法において、熱源
地点と放熱地点との間の直径１０〜７５ｍｍの熱媒移送
管内に、液温が４０〜７０℃であり、対イオンとしての
サリチル酸アルカリ金属塩と界面活性剤としてのハロゲ
ン化ステアリルトリメチルアンモニウム各１００〜５０
０ｐｐｍ含有の温水をレイノルズ数１０，０００〜４
０，０００で流通せしめることを特徴とする近距離熱源
からの熱エネルギー移送による暖房方法、（２）近距離
熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法において、
熱源地点と放熱地点との間の直径１０〜７５ｍｍの熱媒
移送管内に、液温が４０〜７０℃であり、対イオンとし
てのサリチル酸アルカリ金属塩と界面活性剤としてのハ
ロゲン化ステアリルトリメチルアンモニウム各１００〜
５００ｐｐｍ含有の温水をレイノルズ数１０，０００〜
４０，０００で流通せしめ、同温水を放熱地点で４０，
０００を越えるレイノルズ数以上で流通せしめることを
特徴とする近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖
房方法、（３）近距離熱源地点と放熱地点との間に対イ
オンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と界面活性剤と
してのハロゲン化ステアリルトリメチルアンモニウム各
１００〜５００ｐｐｍ含有の液温４０〜７０℃の温水を
レイノルズ数１０，０００〜４０，０００で流通せしめ
る直径１０〜７５ｍｍの熱媒移送管を配置してなること
を特徴とする近距離熱源からの熱エネルギー移送による
暖房装置、及び（４）近距離熱源地点と放熱地点との間
に対イオンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と界面活
性剤としてのハロゲン化ステアリルトリメチルアンモニ
ウム各１００〜５００ｐｐｍ含有の液温４０〜７０℃の
温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，０００で流通
せしめた直径１０〜７５ｍｍの熱媒移送管を配置し、放
熱地点に４０，０００を越えるレイノルズ数の前記温水
を流通せしめた放熱器を配置してなることを特徴とする
近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房装置であ
る。
【０００８】上記本発明において、ハロゲン化ステアリ
ルトリメチルアンモニウムとしては、ハロゲンが塩素で
ある塩化ステアリルトリメチルアンモニウム（ＳＴＡ
Ｃ）又はハロゲンが臭素である臭化ステアリルトリメチ
ルアンモニウム（ＳＴＡＢ）が好ましい。そしてサリチ
ル酸アルカリ金属塩としては、サリチル酸ナトリウム、
サリチル酸カリウム等が挙げられる。
ルトリメチルアンモニウムとしては、ハロゲンが塩素で
ある塩化ステアリルトリメチルアンモニウム（ＳＴＡ
Ｃ）又はハロゲンが臭素である臭化ステアリルトリメチ
ルアンモニウム（ＳＴＡＢ）が好ましい。そしてサリチ
ル酸アルカリ金属塩としては、サリチル酸ナトリウム、
サリチル酸カリウム等が挙げられる。
【０００９】上記本発明において、好ましい棒状ミセル
を形成する界面活性剤として、アルキル基の炭素数が１
８である４級アミンのハロゲン化ステアリルトリメチル
アンモニウムを選択した理由は、炭素数が１７以下ある
いは１９以上のアルキル基のものに比較して、熱源とし
て得られ易い４０〜７０℃の温水の移送管内における抗
力減少特性及び伝熱抵抗低減特性に優れ、また放熱器に
おける放熱特性も最適であるためである。すなわち、移
送管内においては温水の抗力が低減し、送水ポンプ能力
を低くすることができ、また移送途中における温水の熱
エネルギーロスが少なくなる。なお、この界面活性剤に
ついても棒状ミセルを形成するために、同量のサリチル
酸アルカリ金属塩を対イオンとして添加する必要があ
る。熱媒としての温水の移送管の直径は１０〜７５ｍｍ
が好ましく、この範囲より小さい場合は熱媒の送水能力
に不足を生じて十分な熱媒供給ができなく、またこの範
囲を越えると配管コストが高くなりすぎる。
を形成する界面活性剤として、アルキル基の炭素数が１
８である４級アミンのハロゲン化ステアリルトリメチル
アンモニウムを選択した理由は、炭素数が１７以下ある
いは１９以上のアルキル基のものに比較して、熱源とし
て得られ易い４０〜７０℃の温水の移送管内における抗
力減少特性及び伝熱抵抗低減特性に優れ、また放熱器に
おける放熱特性も最適であるためである。すなわち、移
送管内においては温水の抗力が低減し、送水ポンプ能力
を低くすることができ、また移送途中における温水の熱
エネルギーロスが少なくなる。なお、この界面活性剤に
ついても棒状ミセルを形成するために、同量のサリチル
酸アルカリ金属塩を対イオンとして添加する必要があ
る。熱媒としての温水の移送管の直径は１０〜７５ｍｍ
が好ましく、この範囲より小さい場合は熱媒の送水能力
に不足を生じて十分な熱媒供給ができなく、またこの範
囲を越えると配管コストが高くなりすぎる。
【００１０】界面活性剤としてのハロゲン化ステアリル
トリメチルアンモニウムは、１００〜５００ｐｐｍ含有
せしめることが好ましく、この範囲より少ないと、抗力
減少効果が不満足なものとなり、またこの範囲を越えて
も抗力減少効果はそれほど向上しなく、かつ使用量の増
大に基づくコストが高くなる。移送管内における熱媒の
温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，０００で流通
させると、熱媒の抗力減少効果が良好となるばかりでな
く、熱媒の熱エネルギーロスが防止できる。この範囲よ
り低いと、効果は失われ、移送途中における熱媒の熱エ
ネルギーロスも添加剤を使用しない場合と同様になる。
また、この範囲を越えると、熱媒の熱エネルギーロスが
急激に増大する。一方、熱媒温水を放熱地点（例えば一
般家庭のヒータ部）で４０，０００を越えるレイノルズ
数で流通させると、前記理由により熱媒の熱エネルギー
ロスが増大するので、放熱効果が向上してヒータの放熱
効果が優れたものとなる。
トリメチルアンモニウムは、１００〜５００ｐｐｍ含有
せしめることが好ましく、この範囲より少ないと、抗力
減少効果が不満足なものとなり、またこの範囲を越えて
も抗力減少効果はそれほど向上しなく、かつ使用量の増
大に基づくコストが高くなる。移送管内における熱媒の
温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，０００で流通
させると、熱媒の抗力減少効果が良好となるばかりでな
く、熱媒の熱エネルギーロスが防止できる。この範囲よ
り低いと、効果は失われ、移送途中における熱媒の熱エ
ネルギーロスも添加剤を使用しない場合と同様になる。
また、この範囲を越えると、熱媒の熱エネルギーロスが
急激に増大する。一方、熱媒温水を放熱地点（例えば一
般家庭のヒータ部）で４０，０００を越えるレイノルズ
数で流通させると、前記理由により熱媒の熱エネルギー
ロスが増大するので、放熱効果が向上してヒータの放熱
効果が優れたものとなる。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 実施例１ 図１に示す実験装置により温水槽（熱源地点）１と監視
ボックス２（ヒータ５（放熱地点）を含む）とを熱媒移
送管３，４で結んで、熱媒（温水）の抗力減少効果及び
伝熱抵抗低減効果についてテストした。図中、３は往路
移送管、４は復路移送管、５はヒータ（放熱器）、６は
送水ポンプ、７は電熱加熱器、８は熱媒温度制御器、９
は温度検出器、１０は圧力差測定器である。まず、温水
槽１内に塩化ステアリルトリメチルアンモニウム２５０
ｐｐｍ、サリチル酸ナトリウム２５０ｐｐｍを含有する
温水を貯留し、送水ポンプ６を稼働して、同温水を移送
管３、４を介してヒータ５との間で循環した。移送管
３，４は各々内径２０ｍｍ、長さ５０ｍの塩化ビニル管
を使用し、ヒータ５はフィン付き銅製細管をジクザクに
屈折したものを用いた。監視ボックス２内及び移送途中
では、圧力差測定器その他各種測定器により抗力減少
値、伝熱抵抗値等を継続的に測定した。抗力値変化につ
いての実験結果を図２に示す。この結果から、レイノル
ズ数１０，０００〜６０，０００では、抗力がＳＴＡ
Ｃ、無添加のものに比して６０〜７０％低減しているこ
とが判る。ただし、液温が低温度、例えば５℃の場合、
又は高温度、例えば８０℃以上の場合は、ＳＴＡＣの棒
状ミセルが生成しないためか、抗力減少効果は全く認め
られない。よって、レイノルズ数１０，０００〜６０，
０００において、液温が４０〜７５℃程度のものが、抗
力の大幅な低減が達成されることが判る。
ボックス２（ヒータ５（放熱地点）を含む）とを熱媒移
送管３，４で結んで、熱媒（温水）の抗力減少効果及び
伝熱抵抗低減効果についてテストした。図中、３は往路
移送管、４は復路移送管、５はヒータ（放熱器）、６は
送水ポンプ、７は電熱加熱器、８は熱媒温度制御器、９
は温度検出器、１０は圧力差測定器である。まず、温水
槽１内に塩化ステアリルトリメチルアンモニウム２５０
ｐｐｍ、サリチル酸ナトリウム２５０ｐｐｍを含有する
温水を貯留し、送水ポンプ６を稼働して、同温水を移送
管３、４を介してヒータ５との間で循環した。移送管
３，４は各々内径２０ｍｍ、長さ５０ｍの塩化ビニル管
を使用し、ヒータ５はフィン付き銅製細管をジクザクに
屈折したものを用いた。監視ボックス２内及び移送途中
では、圧力差測定器その他各種測定器により抗力減少
値、伝熱抵抗値等を継続的に測定した。抗力値変化につ
いての実験結果を図２に示す。この結果から、レイノル
ズ数１０，０００〜６０，０００では、抗力がＳＴＡ
Ｃ、無添加のものに比して６０〜７０％低減しているこ
とが判る。ただし、液温が低温度、例えば５℃の場合、
又は高温度、例えば８０℃以上の場合は、ＳＴＡＣの棒
状ミセルが生成しないためか、抗力減少効果は全く認め
られない。よって、レイノルズ数１０，０００〜６０，
０００において、液温が４０〜７５℃程度のものが、抗
力の大幅な低減が達成されることが判る。
【００１２】次に、伝熱抵抗値変化についての実験結果
を図３に示す。この結果からみて、液温５５〜７５℃の
ものはレイノルズ１０，０００〜４０，０００の範囲に
おいて、伝熱抵抗値がＳＴＡＣ無添加のものに比して半
減していることが判る。この結果に基づき、熱源地点か
ら放熱地点までの移送管内は、液温５５〜７５℃のＳＴ
ＡＣ添加温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，００
０で送水すれば、熱損失も大幅に減少し、送水途中にお
ける熱エネルギーロスを低下できることが判る。反対
に、同温水を４０，０００を越えるレイノルズ数で放熱
地点（ヒータ）５内で流通させれば放熱効率が高まるこ
とが判る。以上の結果を総合して高効率の実用的地域暖
房システムには、以下の〜の全条件を満たすことが
好適であるとの結論に達した。すなわち、 ．熱源地点と放熱地点との間の熱媒移送管の直径を１
０〜７５ｍｍとし、 ．熱媒移送管中の温水（熱媒）の液温を４０〜７０℃
とし、 ．同温水中に、対イオンとしてのサリチル酸アルカリ
金属塩と界面活性剤としてのハロゲン化ステアリルトリ
メチルアンモニウムを各１００〜５００ｐｐｍ含有せし
め、 ．同温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，０００
で熱媒移送管中を流通せしめ、 ．同温水を放熱地点で４０，０００を越えるレイノル
ズで流通せしめること。
を図３に示す。この結果からみて、液温５５〜７５℃の
ものはレイノルズ１０，０００〜４０，０００の範囲に
おいて、伝熱抵抗値がＳＴＡＣ無添加のものに比して半
減していることが判る。この結果に基づき、熱源地点か
ら放熱地点までの移送管内は、液温５５〜７５℃のＳＴ
ＡＣ添加温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，００
０で送水すれば、熱損失も大幅に減少し、送水途中にお
ける熱エネルギーロスを低下できることが判る。反対
に、同温水を４０，０００を越えるレイノルズ数で放熱
地点（ヒータ）５内で流通させれば放熱効率が高まるこ
とが判る。以上の結果を総合して高効率の実用的地域暖
房システムには、以下の〜の全条件を満たすことが
好適であるとの結論に達した。すなわち、 ．熱源地点と放熱地点との間の熱媒移送管の直径を１
０〜７５ｍｍとし、 ．熱媒移送管中の温水（熱媒）の液温を４０〜７０℃
とし、 ．同温水中に、対イオンとしてのサリチル酸アルカリ
金属塩と界面活性剤としてのハロゲン化ステアリルトリ
メチルアンモニウムを各１００〜５００ｐｐｍ含有せし
め、 ．同温水をレイノルズ数１０，０００〜４０，０００
で熱媒移送管中を流通せしめ、 ．同温水を放熱地点で４０，０００を越えるレイノル
ズで流通せしめること。
【００１３】実施例２ 本例は、近距離熱源地点から放熱地点までの間を本発明
の棒状ミセルを形成する界面活性剤を温水（熱媒）に添
加して移送し、放熱地点で放熱器から放熱して暖房を行
う省エネルギー型暖房システムを、温室（ビニールハウ
ス等）に応用した例である。もちろん、住宅、ビル等に
応用することも好適である。１．実施例のシステム 対象物 ビニールハウス 面積 ５０００ｍ２ パイプ総延長 １２００ｍ パイプ径 １０ｍｍ 熱媒 ４０℃温水 棒状ミセル形成用界面活性剤：塩化ステアリルトリメチ
ルアンモニウム 対イオン剤： サリチル酸ナトリウム 熱媒への界面活性剤添加量：１００ｐｐｍ 熱媒への対イオン剤添加量：１００ｐｐｍ ただしパイプ総延長１２００ｍを、１００ｍを一単位と
してヘッダーを使用した１２系列を連接して構成した。 使用ポンプ 揚程 １０ｍ 水柱 吐出量 ５５リットリ／ｍｉｎ モータ出力 ０．４ ｋｗ 流速 １ｍ／ｍｉｎ２．比較例のシステム 対象物： ビニールハウス 面積 ： ５０００ｍ２ パイプ総延長： １２００ｍ パイプ径： １０ｍｍ 熱媒： ４０℃温水 ただし、パイプ総延長１２００ｍを、５０ｍを一単位と
してヘッダーを使用した２４系列を連接して構成した。 使用ポンプ 揚程 １０ｍ 水柱 吐出量 １２０リットル／ｍｉｎ モータ出力 ０．７５ ｋｗ 流速 １ｍ／ｍｉｎ 以上の実施例及び比較例の結果から、棒状ミセル形成界
面活性剤を添加した実施例の場合は、熱媒流通抵抗が低
減できるのでパイプ長さの一系列の長さを倍増すること
ができ、かつポンプを小型化、低出力化できることが判
る。よって、設備コストを低減でき、電気使用量も大幅
に低減できる。
の棒状ミセルを形成する界面活性剤を温水（熱媒）に添
加して移送し、放熱地点で放熱器から放熱して暖房を行
う省エネルギー型暖房システムを、温室（ビニールハウ
ス等）に応用した例である。もちろん、住宅、ビル等に
応用することも好適である。１．実施例のシステム 対象物 ビニールハウス 面積 ５０００ｍ２ パイプ総延長 １２００ｍ パイプ径 １０ｍｍ 熱媒 ４０℃温水 棒状ミセル形成用界面活性剤：塩化ステアリルトリメチ
ルアンモニウム 対イオン剤： サリチル酸ナトリウム 熱媒への界面活性剤添加量：１００ｐｐｍ 熱媒への対イオン剤添加量：１００ｐｐｍ ただしパイプ総延長１２００ｍを、１００ｍを一単位と
してヘッダーを使用した１２系列を連接して構成した。 使用ポンプ 揚程 １０ｍ 水柱 吐出量 ５５リットリ／ｍｉｎ モータ出力 ０．４ ｋｗ 流速 １ｍ／ｍｉｎ２．比較例のシステム 対象物： ビニールハウス 面積 ： ５０００ｍ２ パイプ総延長： １２００ｍ パイプ径： １０ｍｍ 熱媒： ４０℃温水 ただし、パイプ総延長１２００ｍを、５０ｍを一単位と
してヘッダーを使用した２４系列を連接して構成した。 使用ポンプ 揚程 １０ｍ 水柱 吐出量 １２０リットル／ｍｉｎ モータ出力 ０．７５ ｋｗ 流速 １ｍ／ｍｉｎ 以上の実施例及び比較例の結果から、棒状ミセル形成界
面活性剤を添加した実施例の場合は、熱媒流通抵抗が低
減できるのでパイプ長さの一系列の長さを倍増すること
ができ、かつポンプを小型化、低出力化できることが判
る。よって、設備コストを低減でき、電気使用量も大幅
に低減できる。
【００１４】
【発明の効果】以上実施例等において説明したごとく、
本発明によれば、（１）熱源地点から放熱地点までの熱
媒移送時における抗力を大幅に低減できるため、高能力
の送水ポンプを不要とし、熱媒移送管の直径を縮減する
ことができ、（２）熱源地点から放熱地点までの熱媒移
送時における伝熱抵抗を低下することができるので、熱
エネルギーロスを大幅に低減することができ、（３）放
熱地点における放熱効率を大幅に向上することができ、
そして（４）添加剤（棒状ミセル形成用の界面活性剤及
び対イオン剤）の使用濃度を非常に低濃度となすことが
できるので、材料コストを低減でき、移送管、ポンプ等
の腐食を防止することができる。
本発明によれば、（１）熱源地点から放熱地点までの熱
媒移送時における抗力を大幅に低減できるため、高能力
の送水ポンプを不要とし、熱媒移送管の直径を縮減する
ことができ、（２）熱源地点から放熱地点までの熱媒移
送時における伝熱抵抗を低下することができるので、熱
エネルギーロスを大幅に低減することができ、（３）放
熱地点における放熱効率を大幅に向上することができ、
そして（４）添加剤（棒状ミセル形成用の界面活性剤及
び対イオン剤）の使用濃度を非常に低濃度となすことが
できるので、材料コストを低減でき、移送管、ポンプ等
の腐食を防止することができる。
【図１】熱媒（温水）の抗力減少効果及び伝熱抵抗低減
効果の実験装置の概説図
効果の実験装置の概説図
【図２】抗力値変化についてのグラフ図
【図３】伝熱抵抗値変化についてのグラフ図
１：温水槽（熱源地点） ２：監視ボックス ３：往路熱媒移送管 ４：復路熱媒移送管 ５：ヒータ ６：送水ポンプ ７：電熱加熱器 ８：熱媒温度制御器 ９：温度検出器 １０：圧力差測定器
Claims (6)
- 【請求項１】 近距離熱源からの熱エネルギー移送によ
る暖房方法において、熱源地点と放熱地点との間の直径
１０〜７５ｍｍの熱媒移送管内に、液温が４０〜７０℃
であり、対イオンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と
界面活性剤としてのハロゲン化ステアリルトリメチルア
ンモニウム各１００〜５００ｐｐｍ含有の温水をレイノ
ルズ数１０，０００〜４０，０００で流通せしめること
を特徴とする近距離熱源からの熱エネルギー移送による
暖房方法。 - 【請求項２】 近距離熱源からの熱エネルギー移送によ
る暖房方法において、熱源地点と放熱地点との間の直径
１０〜７５ｍｍの熱媒移送管内に、液温が４０〜７０℃
であり、対イオンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と
界面活性剤としてのハロゲン化ステアリルトリメチルア
ンモニウム各１００〜５００ｐｐｍ含有の温水をレイノ
ルズ数１０，０００〜４０，０００で流通せしめ、同温
水を放熱地点で４０，０００を越えるレイノルズ数以上
で流通せしめることを特徴とする近距離熱源からの熱エ
ネルギー移送による暖房方法。 - 【請求項３】 ハロゲン化ステアリルトリメチルアンモ
ニウムのハロゲンが、塩素又は臭素であることを特徴と
する請求項１又は２記載の近距離熱源からの熱エネルギ
ー移送による暖房方法。 - 【請求項４】 近距離熱源地点と放熱地点との間に対イ
オンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と界面活性剤と
してのハロゲン化ステアリルトリメチルアンモニウム各
１００〜５００ｐｐｍ含有の液温４０〜７０℃の温水を
レイノルズ数１０，０００〜４０，０００で流通せしめ
る直径１０〜７５ｍｍの熱媒移送管を配置してなること
を特徴とする近距離熱源からの熱エネルギー移送による
暖房装置。 - 【請求項５】 近距離熱源地点と放熱地点との間に対イ
オンとしてのサリチル酸アルカリ金属塩と界面活性剤と
してのハロゲン化ステアリルトリメチルアンモニウム各
１００〜５００ｐｐｍ含有の液温４０〜７０℃の温水を
レイノルズ数１０，０００〜４０，０００で流通せしめ
た直径１０〜７５ｍｍの熱媒移送管を配置し、放熱地点
に４０，０００を越えるレイノルズ数の前記温水を流通
せしめた放熱器を配置してなることを特徴とする近距離
熱源からの熱エネルギー移送による暖房装置。 - 【請求項６】 ハロゲン化ステアリルトリメチルアンモ
ニウムのハロゲンが、塩素又は臭素であることを特徴と
する請求項４又は５記載の近距離熱源からの熱エネルギ
ー移送による暖房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26907992A JP3453583B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26907992A JP3453583B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694247A true JPH0694247A (ja) | 1994-04-05 |
| JP3453583B2 JP3453583B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=17467378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26907992A Expired - Fee Related JP3453583B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 近距離熱源からの熱エネルギー移送による暖房方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3453583B2 (ja) |
Cited By (3)
| 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 |
| JP2003178117A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-06-27 | Hitachi Ltd | 発電設備の建設・運用資金の調達・償還方法 |
| CN104406217A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-11 | 福建工程学院 | 一种用户侧分布蓄存热水供应系统 |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP26907992A patent/JP3453583B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| 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 |
| JP2003178117A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-06-27 | Hitachi Ltd | 発電設備の建設・運用資金の調達・償還方法 |
| CN104406217A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-11 | 福建工程学院 | 一种用户侧分布蓄存热水供应系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3453583B2 (ja) | 2003-10-06 |
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