オープンサイクル暖房システムにおける膨張タンクが給排水タンクとしても機能する問題
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同僚の皆様にお伺いしたいのですが、当社には小規模な熱交換ステーションがあり、開放型の機械循環システムを用いて暖房を行っています。給水ポンプの流量は50m3/h、揚程は50メートルで、駆動用モーターの出力は11kwです。また、膨張タンクの容量は1.1m3で、このタンクに蒸気を送り込んで給湯タンクとしても利用しています。しかし、暖房対象面積が広すぎるため、ユーザーのヒーターが十分に温まりません。蒸気の使用量を増やして水温を上げる以外に、膨張タンクの容量を大きくすることで何か効果はあるでしょうか？問題は以下の通りです。（1）蒸気と暖房用水が直接熱交換する際に、熱交換の速度に問題はないか、つまり蒸気の消費量を増やすことで、蒸気と水が十分に熱交換する前に逃げてしまうという問題が生じる可能性はないか、ということです。（2）給湯タンクの容量は何に関係しているのか、また給湯タンクには「蓄熱」機能があるのか。つまり、「暖房用水がシステムを流れるのに一定の時間が必要で、その間に蒸気がまずタンク内の水を加熱してから供給し、暖房用の戻り水がタンクに戻ってきた後、再び加熱されて外部に供給される」と理解できるのか？
（1）蒸気と暖房用水が直接熱交換する際に、熱交換の速度に問題はないか。つまり、蒸気の消費量を増やすことで、蒸気と水が十分に熱交換する前に逃げてしまうという問題が生じる可能性はないか。 直接に蒸気を送り込む方法は、当然ながら熱伝達が最も速い方法です。熱交換する間もなく蒸気が逃げてしまい、蒸気の供給管を設置する必要があります。単純に一本の管を水の中に通すだけでは、蒸気の利用効率は大幅に低下してしまいます。 （2）給湯タンクの容量は何に関係しているのか、また給湯タンクには「蓄熱」機能があるのか。つまり、「暖房用水がシステムを流れるのに一定の時間が必要で、その間に蒸気がまずタンク内の水を加熱してから供給し、暖房用の戻り水がタンクに戻ってきた後、再び加熱されて外部に供給される」と理解できるのか？ 熱バランスを取る必要があり、蒸気が供給する熱量とシステムの熱交換、熱損失の関係から問題解決の鍵となるポイントを見つけ出し、熱交換フィンの温度がどれくらいであるべきかを明らかにすることで、加熱に必要な熱量や断熱に必要な対策を逆算することができる。