Ｐａｇｅ 1490 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 建築設備フォーラムへ ┃ 会議室に戻る ┃ ＩＮＤＥＸ ┃ ≪前へ │ 次へ≫ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▼配管の凍結防止仕様 鹿島の山ちゃん 06/11/2(木) 18:56 ┣Re:配管の凍結防止仕様 なかしん 06/11/2(木) 20:37 ┃ ┗Re:配管の凍結防止仕様 鹿島の山ちゃん 06/11/6(月) 15:04 ┗Re:配管の凍結防止仕様 noa 06/11/2(木) 23:57 ┣Re:配管の凍結防止仕様 なかしん 06/11/3(金) 11:23 ┃ ┗Re:配管の凍結防止仕様 noa 06/11/6(月) 20:05 ┗Re:配管の凍結防止仕様 鹿島の山ちゃん 06/11/6(月) 17:10 ┣Re:配管の凍結防止仕様 noa 06/11/6(月) 19:58 ┃ ┗Re:配管の凍結防止仕様 鹿島の山ちゃん 06/11/7(火) 11:51 ┣Re:配管の凍結防止仕様 北の国のおやじ 06/11/7(火) 23:05 ┃ ┣Re:こまかい話しですが やま 06/11/8(水) 4:07 ┃ ┗Re:配管の凍結防止仕様 鹿島の山ちゃん 06/11/8(水) 13:07 ┗Re:配管の凍結防止仕様 Mr.インクレディブル 06/11/8(水) 6:46 ┣Re:配管の凍結防止仕様 やま 06/11/8(水) 9:14 ┃ ┗Re:配管の凍結防止仕様 Mr.インクレディブル 06/11/8(水) 10:31 ┃ ┗Re:配管の凍結防止仕様 noa 06/11/8(水) 11:21 ┗Re:配管の凍結防止仕様 鹿島の山ちゃん 06/11/8(水) 13:15 ┗Re:配管の凍結防止仕様 Mr.インクレディブル 06/11/8(水) 22:34 ┗Re:配管の凍結防止仕様 鹿島の山ちゃん 06/11/9(木) 9:49 ─────────────────────────────────────── ■題名 ： 配管の凍結防止仕様 ■名前 ： 鹿島の山ちゃん ■日付 ： 06/11/2(木) 18:56 -------------------------------------------------------------------------
| 配管の冬場の凍結防止仕様書を作るのに悩んでおります。 保温や保冷なら内部流体の温度、外気温、運転時間などから経済的な保温厚さを決めると思いますが、凍結防止についてわかりません。 どなたか、どうやって仕様決定をするのか教えていただきたく。 よろしくお願いいたします。 |
| 9019の「タンクからの放散熱量」とリンクすると思いますが、 伝熱工学という本を一冊持っていると良いと思いますよ。50年前の本ですが 凍結への保温や、平板の熱の伝わりが書かれています。経済保温厚など・・・ 遠回りかもしれませんが、一度読むと良いと思います |
| お返事ありがとうございます。 そうですか。ちょっと興味ありますね。会社のどこかにないか確認してみます。 情報どうもありがとうございました。 |
| noaです。 凍結防止なら、固体相変化温度以下にならないようにすればいいのでは？ 保温、保冷と同じ考えだと思いますが。 条件を詳しく書いて、あなたの思う方法を提示してみてください。 まったくわからないのであれば外注しましょう。 |
| >凍結防止なら、固体相変化温度以下にならないようにすればいいのでは？ >保温、保冷と同じ考えだと思いますが。 ちょっと違うのは、静止状態の場合で時間が入ることですかね。流体が動いて いる場合はとっても難しいです。以前、六馬身さんが流速と温度について書か れていましたね。 |
| noaです。 >ちょっと違うのは、静止状態の場合で時間が入ることですかね。流体が動いて >いる場合はとっても難しいです。以前、六馬身さんが流速と温度について書か >れていましたね。 鹿島の山ちゃんへのレスにも書きましたが、私は静止しているほうが難しいと考えています。流れているのであれば熱流速が一定と考えられますので、提示されているように流速から熱伝達率を求めて算出できるのですが、静止していると入ってきた熱量だけ流体温度が下がってしまい熱伝導が時間と共に変化し、また対流も考えなくてはいけないためです。 |
| お返事ありがとうございます。 保温材厚み算定計算式は x＝λ/α・（θ0-θs）/（θs-θr） θ0：内部温度 θs：表面温度 θr：外気温度 と認識しておりますが、保温だったら、θsを何度にするか設定して保温材厚みを算定し、保冷だったら、同じように外気の状態の露天温度以下にならないように厚みを算定すると思います。 そこで、凍結防止の場合は表面温度を何度設定にするか？の基準というか手法がわかりません。 外気最低気温：-2.2℃ 内部流体温度：5℃ 凍結温度：0℃ の場合はどのような計算式にすべきなのでしょうか？ わかれば教えていただきたく、よろしくお願いいたします。 |
| noaです。 > 凍結防止の場合は表面温度を何度設定にするか？の基準というか手法がわかりません。 内部の流体が流れているのであれば、内側管壁温度を何度以上に保てばよいか？という発想に変えればいいのでは？ 入ってくる熱量は、 q=(θr-θ0)K K：熱抵抗[W/(m2K)] で表される事はご存知だと思います。熱抵抗は伝熱の教科書を一読ください。 内部の流体が静止している場合は、入ってくる熱量が流体にそのまま吸収されるので流体の温度が時間と共に低下してきます。また、θ0の低下と共にその熱量も減ってきます。一方、内部の流体は表面から冷却されて対流によって混合されます。熱伝導と対流熱伝達を時系列的に評価しないといけません。少し難しくなります。 |
| お返事ありがとうございます。 もうちょっと悩んでみます。ありがとうございました。 |
| 初めまして 北の国のおやじと申します。 配管の凍結防止の考え方は、運転終了時のシステム保有熱量が次回運転時まで残っていれば良いと考えています。 例えば、システム内の保有水量が１００リットルで運転終了時の水温が５０℃と仮定すれば、システム保有熱量は １００リットル×５０℃×４．１８６kJ/kg･℃＝２０９３０KJ＝５．８kW となります。 この熱量が、次回運転時に０kW以上であれば凍結はしないと考える事が出来ます。 この時に放熱する部分は、配管からの放熱と機器からの放熱などが考えられますので、配管からの熱負荷と機器からの蓄熱負荷の計算をすれば放熱量が算定できると思います。 参考になるかわかりませんが、自分の場合はこれで算定しています。 |
| >１００リットル×５０℃×４．１８６kJ/kg･℃＝２０９３０KJ＝５．８kW 細かい話しですが単位が気になってしまいました。 １００リットル×１kg/Ｌ×５０℃×４．１８６kJ/kg･K＝２０９３０KJ ＝２０９３０kW･s＝５．８kWH の意味ですね ただ、noaさんがおっしゃる様にΔtが時間と共に変化しますので運転修了から 翌朝運転再開までの全放熱量を時間に付いて積分した熱量が20930KJより 大きいか小さいか、という判断になるのでしょうねぇ、きっと。 横から失礼致しました。 |
| ありがとうございました。 昨夜、会社でいい本を見つけてそこに計算式が載っておりました。 いろいろとありがとうございます。 ご意見も参考にさせていただきます。 |
| >内部流体温度：5℃ >凍結温度：0℃ ？ 流体温度が既に最低ラインかな。 水の比重は約4℃で最大(大気圧で純水なら3.98℃) それ以下では対流は起こらない。凍結の挙動は非常に複雑で 鋼管以外の継手や弁類の要素も含まれるからね。 もちろん内部でそれなりの流速が確保されていれば別ですが。 |
| >水の比重は約4℃で最大(大気圧で純水なら3.98℃) >それ以下では対流は起こらない。 １℃の水の比重は約７℃の水と同じで０℃の水なら 約８℃の水と比重が同じです。 （０〜３．９８℃の間は冷たい方が軽いようです） 同一液体で温度差（密度差）があれば対流が起こると 思っていたのですが？？。 |
| >同一液体で温度差（密度差）があれば対流が起こると >思っていたのですが？？。 どういうふうに冷却されるかだと思うね。 屋外の管であれば、ほぼ均等に冷却される。 よって対流はいずれなくなる。条件の悪いところから凍結の 可能性が発生。(例えば、水抜弁廻りとかね) 湖のように上からの冷却であれば、湖底が4℃となるまで対流運動。 これ以下になると、やがて湖面が凍結かな。 複雑な流れのあるエルボや弁廻りが直管より凍結しずらい。 直管凍結→圧縮により管内高圧→破損→氷膨張により塑性変形 こんな図式だから、エルボや弁(水栓)が破壊される例が多い。 凍結ヒーターが完全に施工されるなら任意温度でも可能でしょう。 ところで、5℃というのは、運転状態？又は停止状態どちらか それによって、施工が変わる。 |
| noaです >屋外の管であれば、ほぼ均等に冷却される。 >よって対流はいずれなくなる。 均一に冷却されているのなら、管下部から冷却された水は上部への対流が起こるのでは？ >複雑な流れのあるエルボや弁廻りが直管より凍結しずらい。 >直管凍結→圧縮により管内高圧→破損→氷膨張により塑性変形 >こんな図式だから、エルボや弁(水栓)が破壊される例が多い。 過冷却解除に関しては、確率的なものですので一外的に配管の方が凍結しやすいとは言えない。また、複雑な形状の方が過冷却解除の要因になると私は思っています。破損に関しては単純に応力のかかっているところが破損しやすいので、継ぎ目であるエルボや弁で多いのではないでしょうか？ |
| お返事ありがとうございます。 その流速なんですが、どの程度以上あるといいのでしょうかね。 実は、昨夜会社でいい本を見つけて計算してみたら、流速0の場合20mmや30mmの 保温筒じゃ2時間程度の放置で凍結してしまうことがわかりました。 実際の管内流速は0.01m/s程度なんですが。 |
| >その流速なんですが、どの程度以上あるといいのでしょうかね。 >実は、昨夜会社でいい本を見つけて計算してみたら、流速0の場合20mmや30mmの >保温筒じゃ2時間程度の放置で凍結してしまうことがわかりました。 >実際の管内流速は0.01m/s程度なんですが。 noaさんの返信は"想定内"だったけど、この流速は"予定外"だね。 施工要領書の作成とあるから、社内で皆とよく"議論"(核はだめだけど) したほうがよいのでは？ 流速に関するデータ並びに推奨値は教えることはできないねぇ。 恐らくこの環境とは違うでしょう。しかるべき機関で実験すべきでしょうね。 一般的な話として、層流の場合は少々流速を変化させても、熱伝達に関しては 劇的に変化しない。流速を上げても温度差が少し大きくなる程度かな。 凍結予防なら乱流域の話になるのでは？ 外気温度2℃とは、どのような根拠かな(危険または安全を考慮するかどうか) 凍結予防の感温部はどこか、また、発停温度はいかに 凍結防止ヒーターの機能、性質はいかに いろいろ議論する余地は十分あるね。 |
| 様々なご指導ありがとうございました。 外気温-2.2℃とはnetで水戸市の最低気温を調べて想定しました。 その後、実際鹿島では何度なのかを知りたくて気象庁の銚子観測所にTELしたら 本年の最低気温観測日、その日の時刻別気温などを丁寧に教えてくれました。 それによれば、本年1/8に最低気温を達成し、そのうち零下となったのは8時間、 平均値-0.95℃でありました。 -1℃で静止状態としてﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝﾌｫｰﾑ厚さ30mmで計算したところ2.5hで凍結することがわかりました。 そこで、実際の流体は水ではない混合物なので、本当の凝固点は何度なのか 実験することにしました。 いろいろとありがとうございました。 |
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