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渦街流量計は、配管内の流体を測定するための計器で、給水や暖房の流量測定に広く使用されています。かつては渦街流量計の精度は低かったですが、技術の進歩によりその製造や研究開発が進みました。近代化が進む中で、環境に悪影響を与える工場や化学工場などが都市から移転し、北部の都市では家庭用、商業用、そして暖房を目的とした施設が主な熱需要者となりました。これらの施設では冬期のみ暖房のためにガスを使用しているため、従来の蒸気による暖房システムは温水による暖房に置き換えられるようになりました。 １. 加熱媒体の長所と短所 蒸気による給熱システムでは、配管の内外での温度差が大きく、長距離で熱を伝送する際に圧力損失が大きくなる。そのため断熱性能が求められ、使用後は温水になってしまいその利用率は非常に低い。暖房利用者はさらに熱交換装置を使って蒸気を温水に変えて各家庭に供給するが、その過程で熱効率が低下する。また熱交換装置の導入コストもかかる。もちろん、発電や蒸気を必要とする企業への供給のために発電所で蒸気を生産することは、給湯では代替できない。 温水供給用の配管は二重管が必要でコストは高いが、供給された温水は再利用できる。一般的には温水ボイラーや大型熱交換ステーションによって供給され、供給される温水の温度は低く熱損失も少ないため、直接家庭に供給されるか、水と水を交換して家庭に供給される。 ２. 温水の熱量計測 給湯管網では一般的に熱量で計測されるが、場所によっては質量で計測されることもある。熱量で計測する場合：Ｑ＝Ｍ（C入－C出）。 式において、Ｑ：熱量、Ｍ：温水の質量、Ｃ入：入口部の熱融解量、Ｃ出：出口部の熱融解量である。式からわかるように、供給される熱量は、供給される温水の質量および入口・出口の温度による熱融解量に依存する。入口と出口の温度差が大きいほど、熱融解量の差も大きくなり、消費される熱量も多くなる。 ３.熱量計測方式 （１）単一計器計測：流量計1台、白金抵抗2個、熱量積算計1台を使用する。 適用場面：熱利用者が温水を消費しない場合で、供給される温水に漏れや滴りがなく、出水と入水の品質が同等である場合。 計算式：Q＝M（C入－C出）。 （２）二重計測：流量計2台、白金抵抗2個、熱量積算器1台を使用する。 適用場面：熱利用者による温水消費、給熱の入口水と出口水の品質が異なる場合。 計算式：Ｑ＝Ｍ入（Ｃ入 －Ｃ出）。 ここで、M入は取水口の流量計で計測される質量値です。熱量積算計（M入－M出）を用いて水分損失量を計算する。給湯の損失と経済的補償を把握するため。 ４.渦街流量計の温水計量への応用 （１）測定範囲：蒸気と比べて、温水の媒体密度はより高く、プローブに作用する力も強いため、生成される信号の振幅も大きくなる。信号処理の範囲も広く、優れたセンサーでは測定範囲が50～60∶1に達し、これにより計量や選定の幅が広がり、より多くの熱利用者に対応できる。 （２）単相媒体は不変：蒸気媒体は温度や伝送距離によって、過熱蒸気、飽和蒸気、湿潤飽和蒸気、蒸気水混合物、水といった状態になる。流量計は後の3つの状態では測定が非常に不正確であり、温水の単相媒体を測定する場合、渦街流量計の方が精度を保証できる。 （３）校正と使用がより近い：渦街流量計による蒸気の校正では一般的に空気が使用されるが、校正用媒体と使用媒体が異なるため計測に差が生じる。一方、温水や水の場合は校正用媒体が同じであるため、校正値と実際の測定値の誤差はより小さい。 （４）流量上限での計測精度：蒸気の計測においては、媒体自体の特性や熱交換ユニットの形態によって異なりますが、蒸気の流速が90メートル/秒を超えると、渦街流量計がパルスを検出できなくなり、計測が不正確になります。一方、温水の場合は媒体の特性や装置の制約により、流速が9メートル/秒を超えることは難しく、そのため渦街流量計の上限でのパルス漏れ問題も解消されます。 （５）渦街流量計の取り付け：蒸気を測定する場合とは異なり、温水を測定する際には、渦街流量計が満管状態であり、空気が入らないようにしなければならない。水平に設置する場合は低い位置が適しており、垂直に設置する場合は温水が下から上へ流れるようにし、流量計部分が満管状態にならないようにしないと、計測が不正確になる。 （６）渦街流量計の正確な計測に影響を与える要因：蒸気の計測とは異なり、水の圧縮係数は非常に小さいため、蒸気の計測に影響を与える圧力や温度、媒体の要因は温水の計測にはほとんど影響しない。しかし、振動が渦街流量に与える影響には注意が必要である。 （７）損失：給水管網では主に水量の損失を制御し、これが損失の主要な指標となる。補水によって損失の大きさを把握することができる。自社の配管からの漏れを防ぐとともに、熱利用者による非暖房用途の使用も制御する必要がある。