(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換流路を構成する壁面に沿って流れる基流体内に添加物を添加し、前記基流体と前記添加物との混合流体が前記熱交換流路内を流れる混合流流れと、前記混合流流れとは壁面反対側にある熱流体との間で、前記壁面を介して熱交換をおこなう熱交換方法であって、
前記混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と前記混合流流れの代表長さＤとの積に関して整理された流体摩擦において、前記流体摩擦に低減が認められる前記基流体の圧力損失と代表長さの積の範囲である低減発現領域を予め求めておき、
前記混合流流れで発生する基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値を、前記低減発現領域より高く維持するように、前記混合流流れの運転条件を設定して、熱交換をおこなう熱交換方法。
【請求項２】
前記混合流流れの運転条件を設定する際に、前記熱交換流路内を流れる前記混合流流れにおける混合流体の流速を検知して、当該検知された流速から前記基流体の圧力損失を求め、当該求められた前記基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が前記低減発現領域に入っている場合には当該積値が当該低減発現領域を越えるように前記混合流体の流速を上昇させ、前記求められた前記基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が前記低減発現領域を越えている場合には前記混合流体の流速を維持させる請求項１に記載の熱交換方法。
【請求項３】
熱交換流路を構成する壁面に沿って流れる基流体内に添加物を添加し、前記基流体と前記添加物との混合流体が前記熱交換流路内を流れる混合流流れと、前記混合流流れとは壁面反対側にある熱流体との間で、前記壁面を介して熱交換をおこなう熱交換設備であって、
前記混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と前記混合流流れの代表長さＤとの積に関して整理された流体摩擦において、前記流体摩擦に低減が認められる前記基流体の圧力損失と代表長さの積の範囲である低減発現領域を予め求めて備え、
前記混合流流れで発生する基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が、前記低減発現領域より高くなるように、前記混合流流れの運転条件を設定する運転条件設定手段を備えた熱交換設備。
【請求項４】
前記熱交換流路内を流れる前記混合流流れにおける混合流体の流速を検知する流速測定手段と、
前記流速測定手段により検知された流速から前記基流体の圧力損失を求める流速・圧損変換手段とを備え、
前記混合流流れの運転条件を設定する際に、前記運転条件設定手段としての流速制御機構が、前記流速・圧損変換手段で求められた前記圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が前記低減発現領域に入っている場合には当該積値が当該低減発現領域を越えるように前記混合流体の流速を上昇させ、前記流速・圧損変換手段で求められた前記圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が前記低減発現領域を越えている場合には前記混合流体の流速を維持させる請求項３に記載の熱交換設備。
【請求項５】
熱交換流路を構成する壁面に沿って流れる基流体内に添加物を添加し、前記基流体と前記添加物との混合流体が前記熱交換流路内を流れる混合流流れと、前記混合流流れとは壁面反対側にある熱流体との間で、前記壁面を介して熱交換をおこなう熱交換器で、予め設定された運転条件下で運転される熱交換器に関し、
前記混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と前記混合流流れの代表長さＤとの積に関して整理された流体摩擦において、前記流体摩擦に低減が認められる前記基流体の圧力損失と代表長さの積の範囲である低減発現領域より、前記運転条件下で、前記混合流流れで発生する基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が大きくなるように、前記添加物の種類もしくは前記添加物の添加濃度を選定する熱交換器に使用する添加物の選定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換流路を流れる基流体内に添加物を添加して、添加物を添加された混合流体の混合流流れと、この混合流流れとは壁面反対側にある熱流体との間で熱交換をおこなう熱交換系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような技術分野は、例えば、地域冷暖房に関するものがあり、特定地域内に設置される熱搬送用の配管内を流れる熱搬送媒体の流れ等が対象となる。このような設備に採用される基流体には水が通常使用され、添加される添加物は、水に対してミセルとなる物質（通常、界面活性剤と対イオンとを組み合わせたものである）である。このような添加物は、混合流流れにおいて、その流体摩擦抵抗を低減する目的を有する場合がある。一方、熱搬送量を大きくするために、例えば、給熱、放熱動作時に相変化を起こす物質をマイクロカプセル内に収納し、これを添加物として流体内に分散させておくこともある。
さて、このような設備にあっては、受熱、放熱部に、熱交換器が備えられるのであるが、このような熱交換部位での系の運転条件（混合流体の流速等）は、通常、予め実験等で求められている運転条件とされる。このような運転条件の決定にあたっては、流れを代表する指標とされるレイノルス数Ｒｅが指標とされる。ここで、レイノルズ数Ｒｅは、添加物を添加した混合流体において定義される。
更に、従来、熱交換部に設置される熱交換器を設計する場合に、レイノルズ数Ｒｅを基礎とする流れ場の代表値に基づいて系の状態を表し、所定運転条件下における熱交換器の諸元を決定するものとされている。
更に、添加物の選定、添加物濃度の設定にあっても、通常、レイノルズ数Ｒｅを指標としてデータの整理を行い、選定、濃度設定を行って来た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
さて、熱交換を伴う流れ場にあっては、流れ場を流れる流体（本願の場合は混合流体）と、この流れ場を画定する壁面との間にあって、その間での流体摩擦の程度が高いほうが、熱伝達効率は高いことが知られている。従って、熱伝達効率を高くしようとすれば、流れと壁面間との間での流体摩擦が高くなる条件を選択してやればよい。
しかしながら、先にも説明したように、この条件設定にあって、従来、流れ場を代表する指標としてレイノルズ数Ｒｅが基礎とされてきたために、好適な状態で、流れひいては熱交換系の評価がおこなわれていたとは言い難く、あるいは大幅な改善の余地があることを、今般、発明者らは見出した。
【０００４】
本願は、熱交換に関するものであるが、先にも説明したように、熱交換にあっては、混合流体と壁面との間の摩擦抵抗が主要な影響要因となるため、この流体摩擦側から先ず説明する。
管内を流れる水により発生する摩擦抵抗に関する実験を例に採り、従来の指標である混合流体のレイノルズ数Ｒｅを指標とする場合の摩擦低減の評価に関して説明する。
図４は、管内を流れる水に、添加物として、界面活性剤と対イオンから作られるミセル（物質名  塩化オレイルビスヒドロキシエチルメチルアンモニウムとサリチル酸ナトリウムとが混合されたもの）を摩擦低減効果を期して、濃度を変化させて加えた場合の摩擦抵抗の変化を調べたものである。同図において、横軸は混合流体のレイノルズ数Ｒｅを、縦軸は摩擦低減状態を示す指標ＤＲである（ｆ１−ｆ０）／ｆ０を示している。この指標において、ｆ０は水のみを管内に流した場合の摩擦抵抗を、ｆ１は前記水に添加物を添加した状態の摩擦抵抗を示している。摩擦抵抗の測定にあたっては、圧力損失によるものとした。
実験にあたって、添加物の濃度を、塩化オレイルビスヒドロキシエチルメチルアンモニウムに関して、５００、７５０、１０００ｐｐｍと変化させると共に、前記物質の濃度に対応して、サリチル酸ナトリウムを３００、４５０、６００ｐｐｍと変化させた。両者の組み合わせ（前者の濃度、後者の濃度）は、（５００、３００）、（７５０、４５０）、（１０００、６００）、それぞれの単位はｐｐｍである。
検討対象の管として、管径を２５ｍｍ，５０ｍｍ、８０ｍｍとした。これらの濃度及び管径と同図に示す符号との関係を、（塩化オレイルビスヒドロキシエチルメチルアンモニウム濃度／管径）として、図上に示した。
【０００５】
図４を見ても判るように、摩擦低減効果は混合流体において定義されるレイノルズ数Ｒｅが低い状態で発生する傾向にあることが判る（（ｆ１−ｆ０）／ｆ０がマイナス側に振る）。しかしながら、例えば、添加物の濃度が一定の場合に、摩擦低減効果がどのレイノルズ数Ｒｅで明確に認められるのかが明確でない。さらに、摩擦低減効果が現れる遷移領域にばらつきがあり、摩擦低減効果が現れる閾値の幅が比較的広い。
即ち、これまで採用されてきた手法にあっては、レイノルズ数Ｒｅを指標とするために、系の状態を好適に代表できていたとは言い難い場合もあり、まして、能動的な熱交換能の制御にあっては、最適な制御を行っていたとは言い難い。
【０００６】
本発明の目的は、基流体内に添加物を添加して混合流体を得、この混合流体を熱交換系の一方の流体とする熱交換系にあって、熱交換を良好に行うことができる技術を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願は、従来行われてきたように、混合流体のレイノルズ数Ｒｅを指標とする制御を行う代わりに、流れ場における基流体自体の圧力損失を基礎として、流れ場の制御を行おうとするものであるが、このような結論に至るに関して、発明者らがおこなった発明完成過程に関して、まず説明する。
円管内に形成される流れ場を考えると、壁面のせん断応力τw は、壁面に沿った基流体の圧力損失（単位長さあたり）をｄｐ０，管内径をＤとして、τw ＝（ｄｐ０×Ｄ）／４と表すことができ、
摩擦速度ｕt はｕt ＝ｓｑｒｔ（τw／ρ）
＝ｓｑｒｔ｛(ｄｐ０×Ｄ)/（４×ρ)｝と記載できる。
さらに、境界層を代表できる速度(1u＋) および壁面からの離間距離(1y＋) は以下のように記載でき、壁面近傍の壁面境界層内における変動速度のｒｍｓ値（ルートミーンスクエアー値）ｕrms 及びコロモゴルフスケールηは以下のような関係がある。
(1u＋) ＝ｕt ∝  ｕrms 
(1y＋) ＝ν／ｕt ∝  η
ここで、壁面近傍である壁面境界層内の渦の流体力学的特性時間はη／ｕrms に比例するため、これを変換すると、（４×ν×ρ）／（ｄｐ０×Ｄ）に比例することとなる。ここでνは流体の動粘性係数である。
即ち、流体摩擦ひいては熱伝達率を評価制御しようとすると、壁面近傍の渦の流体力学的特性時間を指標とするのが好ましいのであるが、同時に、このことは、壁面近傍における流体自体の圧力損失と代表長さの積を指標とすることが好ましいことを暗示する。
【０００８】
ここで、基流体の圧力損失と代表長さの積は、現場の流れ場を対象として検出可能な値であるため、現場での流れ場の制御、あるいは本願のように熱交換を行う場合には、熱交換系の動作制御を良好に行うのに好ましい具体的な指標である。
【０００９】
上記のような過程を経て、発明者らは、新たな指標の導入を図ると共に、その検証を行った。
先に説明した図４との比較において同一の対象に関して、基流体の圧力損失ｄｐ０と代表長さＤの積を指標とした場合の流体摩擦に関して説明する。図２は、図４と同一の実験結果を、本願の指標である基流体の圧力損失と代表長さの積（ｄｐ０×Ｄ；Ｐａ単位）で整理したものである。
更に、図３に、管径１４ｍｍ，添加物濃度１０００ｐｐｍに対応した混合流体流れにおける熱伝達率（Ｗ／ｍ2 Ｋ）と、添加物を全く添加することの無い水単独の熱伝達率（Ｗ／ｍ2 Ｋ）の変化を示した。
【００１０】
図２に示すように、混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と混合流流れの代表長さＤとの積を指標として採用するより、流体摩擦への影響を明確に識別できることが判る。即ち、摩擦低減効果の発現する閾値の範囲が小さく、異なった条件に対して、摩擦低減効果が発現する条件に対する比較的明確な指標が得られている。
図２にあって、例えば、添加濃度が１０００ｐｐｍの場合、摩擦低減効果が明確に確認できる領域は７０〜９０Ｐａ以下の領域であり、摩擦低減効果が殆ど得られていない領域は１５０Ｐａより高い領域である。従って例えば、本願に言う低減発現領域は、熱交換効率を少々犠牲にできる場合は、０から９０Ｐａ以下の領域というように、あるいは、高い熱交換効率を得たい場合は１５０Ｐａ以下の領域と、確定できる。
一方、これに対応させて図３（この図において摩擦低減流体とは添加物を１０００ｐｐｍ添加したものである）を考察すると、図２で摩擦低減効果が認められる本願指標の領域である混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と混合流流れの代表長さＤとの積が、７０〜９０Ｐａより大きい領域において、熱伝達率が順次高くなっており、１５０Ｐａより高い領域（摩擦低減効果が認められない領域）で、安定した高い熱伝達率を得られていることが判る。
【００１１】
本願は、上記の指標に基づいて、最適な熱交換状態を得るための混合流流れの運転条件設定、熱交換器自体あるいは添加物の添加の際における設計指標を好適なものとする、更には、添加物の選定、添加濃度の選択技術に関して、以下、記載順に説明する。
１  混合流体の運転条件を、熱交換が良好に発生するように設定する場合
熱交換流路を構成する壁面に沿って流れる基流体内に添加物を添加し、前記基流体と前記添加物との混合流体が前記熱交換流路内を流れる混合流流れと、前記混合流流れとは壁面反対側にある熱流体との間で、前記壁面を介して熱交換をおこなう熱交換方法において、請求項１に記載されている様に、
前記混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と前記混合流流れの代表長さＤとの積に関して整理された流体摩擦において、前記流体摩擦に低減が認められる前記流体の圧力損失と代表長さの積の範囲である低減発現領域を予め求めておき、
前記混合流流れで発生する基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値を、前記低減発現領域より高く維持するように、前記混合流流れの運転条件を設定して、熱交換をおこなう。
この際には、請求項２に記載されている様に、前記混合流流れの運転条件を設定する際に、前記熱交換流路内を流れる前記混合流流れにおける混合流体の流速を検知して、当該検知された流速から前記基流体の圧力損失を求め、当該求められた前記基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が前記低減発現領域に入っている場合には当該積値が当該低減発現領域を越えるように前記混合流体の流速を上昇させ、前記求められた前記基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が前記低減発現領域を越えている場合には前記混合流体の流速を維持させることが好ましい。
【００１２】
このような熱交換方法を使用する熱交換としては、熱交換流路を構成する壁面に沿って流れる基流体内に添加物を添加し、この基流体と添加物との混合流体が前記熱交換流路内を流れる混合流流れと、前記混合流流れとは壁面反対側にある熱流体との間で、前記壁面を介して熱交換をおこなう熱交換設備を、請求項３に記載されているように、
前記混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と前記混合流流れの代表長さＤとの積に関して整理された流体摩擦において、前記流体摩擦に低減が認められる前記基流体の圧力損失と代表長さの積の範囲である低減発現領域を予め求めて備え、
前記混合流流れで発生する基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が、前記低減発現領域より高くなるように、前記混合流流れの運転条件を設定する運転条件設定手段を備えた構成とする。
この際には、請求項４に記載されている様に、前記熱交換流路内を流れる前記混合流流れにおける混合流体の流速を検知する流速測定手段と、前記流速測定手段により検知された流速から前記基流体の圧力損失を求める流速・圧損変換手段とを備え、前記混合流流れの運転条件を設定する際に、前記運転条件設定手段としての流速制御機構が、前記流速・圧損変換手段で求められた前記圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が前記低減発現領域に入っている場合には当該積値が当該低減発現領域を越えるように前記混合流体の流速を上昇させ、前記流速・圧損変換手段で求められた前記圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が前記低減発現領域を越えている場合には前記混合流体の流速を維持させることが好ましい。
このような熱交換方法及び熱交換設備にあっては、流れ場の運転条件、例えば流速を、積極的に変更できるように構成すると共に、この構成において、積極的な条件変更にあたって、本願が好ましいとする指標（混合流流れで発生する基流体自体の圧力損失と流れ場の代表長さの積値）に基づいた制御を行う。即ち、予め、この指標に基づいて整理された流体摩擦に関して、その流体摩擦に低減が認められる前記指標の領域である低減発現領域を求めておき、この領域を越える領域に、制御対象の混合流流れの状態が実現するように運転条件を設定する。
この低減発現領域を越える領域にあっては、流体摩擦が高いことにより、結果的に熱交換は良好に発生する。そして、本願にあっては、運転条件の制御指標として、壁面との間での流体摩擦を良好に代表できる指標を採用して、効果が明確な閾値に基づいて、系の制御を行うこととなるため、結果的に、熱交換において好ましい熱交換状態を実現できる。
【００１４】
２  流体に混合される添加物の選定及び添加物濃度の選定
本願にあっては、熱交換を行う少なくとも一方の熱媒体が、基流体とこの基流体に添加される添加物とからなる混合流体とされる。ここで、添加物の種類の選定、さらに選定された添加物を添加する場合における添加物の濃度も、熱交換性能に影響を及ぼす大きな要件である。
従って、このような添加物の選定、濃度設定も適正に行う必要があるが、この場合もやはり、本願、独特の指標を採用するのが好ましい。
即ち、熱交換流路を構成する壁面に沿って流れる基流体内に添加物を添加し、前記基流体と前記添加物との混合流体が前記熱交換流路内を流れる混合流流れと、前記混合流流れとは壁面反対側にある熱流体との間で、前記壁面を介して、熱交換をおこなう熱交換器で、予め設定される運転条件下で運転される熱交換器に関し、請求項５に記載されているように、
前記混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と前記混合流流れの代表長さＤとの積に関して整理された流体摩擦において、前記流体摩擦に低減が認められる前記基流体の圧力損失と代表長さの積の範囲である低減発現領域より、前記運転条件下で、前記混合流流れで発生する基流体の圧力損失と前記混合流流れの代表長さの積である積値が大きくなるように、前記添加物の種類もしくは前記添加物の添加濃度を選定する。
この場合も、添加物の種類あるいはその濃度を、本願独特の指標に従って、この指標値が、低減発現領域を越えるように、添加物を選択し、更に、選択された添加物濃度を設定するため、得られる熱交換器は、熱交換性能の高いものとできると共に、熱交換性能が高い状態での限界設計を適切に行える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本願の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、受熱用の受熱側熱交換器１と放熱側の放熱側熱交換器２とを備え、前記両者の熱交換器１、２の間に設けられる熱搬送媒体Ｆが循環して流れる媒体循環路３を備えた熱搬送用の設備４を示している。
同図内の媒体循環路３内には、基流体としての水ｗが主要な媒体として収納されると共に、この水に添加物として、（塩化オレイルビスヒドロキシエチルメチルアンモニウム、及びサリチル酸ナトリウム）ａが、添加濃度（１０００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ）で添加されている。
同図に示すように、前記媒体循環路３には、路内を流れる混合流体の流速を制御することができる流速制御機構５が備えられている。この流速制御機構５は、媒体循環路３内の流速を制御するため、本願にあっては、運転条件設定手段６の一部として働く。
【００１６】
さて、前記流速制御機構５の下流側には、媒体循環路３内を流れる混合流体の流速を、センサーｓからの出力に従って検知する流速測定手段７を備えると共に、この手段７によって検知される流速から、基流体の圧力損失を求める流速・ 圧損変換手段８が備えられている。従って、これらの手段７、８により、媒体循環路３内で、流体に発生する圧力損失を求める損出検出手段９が構成されている。この手段９により得られた圧力損失は、運転条件設定手段６に送られる構成が採用されている。
【００１７】
一方、前記運転条件設定手段６の他方の上手側には、記憶手段１０が備えられており、この記憶手段１０には、本願において制御の指標となる、混合流流れにおける基流体単独の圧力損失ｄｐ０と混合流流れの代表長さＤとの積に関して整理された流体摩擦に基づいて、流体摩擦に低減が認められる流体の圧力損失と代表長さの積の範囲である低減発現領域が、制御用の基礎データとして記憶されている。この低減発現領域とは、後に示す図２のものにあっては、添加濃度１０００ｐｐｍで７０〜９０あるいは１５０Ｐａ以下の領域である。
更に、この記憶手段１０に対しては、入力手段１１が備えられており、この入力手段１１を介して前述の低減発現領域のデータが入力できるように構成されていると共に、流れ場の代表長さＤをも入力できる構成が採用されている。
従って、記憶手段１０には、流れ場の代表長さＤと低減発現領域の領域値が記憶されている。
【００１８】
さて、前述のように、運転条件設定手段６は、媒体循環路３内に流速を制御することができるのであるが、この制御を、前記損出検出手段９から得られる圧力損失及び記憶手段１０から得られる、流れ場の代表長さ及び低減発現領域に基づいて、行うように構成されている。
即ち、損出検出手段９から得られる基流体の圧力損失と、記憶手段１０から得られる流れ場の代表長さＤの積である積値を求め、求められる積値が、低減発現領域を越える（高くなる）ように、前記流れ場の運転条件を設定するものとされている。例えば、積値が低減発現領域内に入っている場合は、流速を上昇させるように系を作動させ、低減発現領域を越えている場合は、その状態のまま系を維持する。このようにすることにより、熱交換器１、２における熱交換を良好に行うことができる。
【００１９】
次に、本願が基本とする指標に関する実験結果に関して、さらに詳細に説明する。
実験条件の概要は、先に説明したように、以下のとおりである。
１  検討対象の管
管種  ＳＧＰ管
管径  ２５ｍｍ、５０ｍｍ、８０ｍｍ
２  管内を流れる基流体    水
３  水にミセル形態で添加する添加物
種類
（塩化オレイルビスヒドロキシエチルメチルアンモニウム、及びサリチル酸ナトリウム）
添加濃度  （ｐｐｍ、ｐｐｍ）
（５００、３００）、（７５０、４５０）、（１０００、６００）整理にあたっては、流れ場の代表長さＤとしては、管内径を採用して、各々の条件において管摩擦抵抗を測定して、整理した。結果を、図２に示した。
以下、図２に関して説明する。
添加物の濃度を５００ｐｐｍ、７５０ｐｐｍ、１０００ｐｐｍと３例に変化させると共に、それぞれの濃度に関して、管径３種に対して実験を行っている。
さて、例えば、濃度が５００ｐｐｍのもの（管径を異にするものを含む）に注目すると（これらは全て中黒の点として表示してある）、管径が異なっても、その摩擦低減効果が発揮される領域は共通している。従って、この濃度について、積と流体摩擦について一本の関係線が引ける。そして、５００ｐｐｍのものにあっては、５０〜６０Ｐａの積値を摩擦低減が充分に発揮される上限域とすることができる。この域は、管径の異なるものにおいて共通している。従って、この場合、低減発現領域は５０〜６０Ｐａ以下の領域、あるいは、安定して高い熱交換効率を得ようとすれば、８０Ｐａ以下の領域とでき、熱交換効率を高く維持するには、このような低減発現領域より高い領域で機器を使用することが好ましい。濃度が７５０ｐｐｍのものは、中抜きの点として表されているが、この場合も、この濃度について一本の関係線が引ける。そして、７５０ｐｐｍのものにあっては、６０〜７０Ｐａの積値が摩擦低減が充分に発揮される上限域となっている。この域は、上記と同様に管径の異なるものにおいて共通している。従って、この場合、低減発現領域は６０〜７０Ｐａ以下の領域、あるいは、安定して高い熱交換効率を得ようとすれば、１２０Ｐａ以下の領域とできでき、熱交換効率を高く維持するには、このような低減発現領域より高い領域で機器を使用することが好ましい。
濃度が１０００ｐｐｍのものは、中斜線の点として表されているが、この場合、わずかなばらつきが認められるものの、この濃度について一本の関係線が引ける。そして、１０００ｐｐｍのものにあっては、７０〜９０Ｐａの積の値が摩擦低減が充分に発揮される上限域となっている。この域は、上記と同様に、管径の異なるものにおいて共通している。従って、この場合、低減発現領域は７０〜９０Ｐａ以下の領域、あるいは、安定して高い熱交換効率を得ようとすれば、１５０Ｐａ以下の領域とでき、熱交換効率を高く維持するには、このような低減発現領域より高い領域で機器を使用することが好ましい。
【００２０】
〔別実施形態〕
〈１〉  上記の実施の形態にあっては、基流体が水である場合に、添加される添加物としては、これが塩化オレイルビスヒドロキシエチルメチルアンモニウム、サリチル酸ナトリウムである例を示したが、基流体と添加物との関係としては、さらに、水に対して、添加物として、 ポリマー等を、採用することもできる。
従って、図１に示した熱交換系にあっては、添加濃度１０００ｐｐｍの場合、積値に関し、低減発現領域として、７０〜９０Ｐａもしくは１５０Ｐａを採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の熱交換設備の構成を示す図
【図２】流体の圧力損失と流れ場の代表長さの積ｄｐ０×Ｄに基づいて摩擦損失を整理したグラフ
【図３】流体の圧力損失と流れ場の代表長さの積ｄｐ０×Ｄに基づいて、実験結果に対応して、熱伝達率を整理したグラフ
【図４】レイノルズ数Ｒｅに基づいて摩擦損失を整理したグラフ
【符号の説明】
１      受熱側熱交換器
２      放熱側熱交換器
３      媒体循環路
４      熱交換設備
５      流速制御機構
６      運転条件設定手段
７      流速測定手段
８      流速・圧損変換手段
９      損失検出手段
１０    記憶手段
１１    入力手段
Ｆ      熱搬送媒体
ｗ      水
ａ      添加物
ｓ      センサー
【図１】
0004311868.tif 000002
【図２】
0004311868.tif 000003
【図３】
0004311868.tif 000004
【図４】
0004311868.tif 000005