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公開番号2025129964
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026975
出願日2024-02-26
発明の名称熱交換器の性能評価方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F28F 27/00 20060101AFI20250829BHJP(熱交換一般)
要約【課題】統括伝熱係数Uを高精度に算出し、熱交換器の性能評価技術を改善する。
【解決手段】熱交換器の熱交換量を予測し、予測した前記熱交換量に基づいて統括伝熱係数を算出して熱交換器の性能を評価する熱交換器の性能評価方法であって、前記熱交換量は、予め算出された二つの修正係数を用いて算出されたものであって、前記統括伝熱係数が当該熱交換器の初期の統括伝熱係数と比較して所定の閾値以上低下しているときに保守作業が必要であると判定することを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
熱交換器の熱交換量を予測し、予測した前記熱交換量に基づいて統括伝熱係数を算出して熱交換器の性能を評価する熱交換器の性能評価方法であって、
前記熱交換量は、予め算出された二つの修正係数を用いて算出されたものであって、
前記統括伝熱係数が当該熱交換器の初期の統括伝熱係数と比較して所定の閾値以上低下しているときに保守作業が必要であると判定することを特徴とする熱交換器の性能評価方法。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
前記二つの修正係数のうち、一方は対数平均温度差に乗算される値であり、他方はヌセルト数の算出に用いられるレイノズル数の指数であることを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器の性能評価方法。
【請求項３】
前記閾値は１０％である、請求項１又は２に記載の熱交換器の性能評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱交換器の性能評価方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ボイラの排熱を回収しボイラ給水を加熱するエコノマイザー等の熱交換器は種々の要因により熱交換性能が低下することが多い。この熱交換性能の低下は統括伝熱係数Uの低下で評価されるのが一般的である。統括伝熱係数Uは下記式（２）で算出できる。式（２）によりUを算出するには熱交換量Qを算出する必要があり、熱交換量Qは式（１）から算出できる。
【０００３】
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ここでQ：熱交換量、T：流体の温度、Cp：流体の比熱、m：流体の質量流量、U：統括伝熱係数、A：熱交換器の伝熱面積、ΔTm：両流体入出の対数平均温度差、添え字C：低温側流体、1：流体の熱交換器一次側（熱交換器に入る水）、2：流体の熱交換器2次側（熱交換器から出る水）である。
【０００４】
統括伝熱係数Uは2つの流体の入出温度と流量から熱交換量を算出する式（１）と伝熱理論式から熱交換量を算出する式（２）から導出することができ、導出された統括伝熱係数Uは熱交換器のデータ取得時での性能として評価できる。
【０００５】
ただし、式２のΔTmは両流体が一方向に流れる単純な並行型か向流形熱交換器においての対数平均温度差であるため、多重パス熱交換器には適応できない。
【０００６】
そこで多重パスに対応するために式2の右辺に修正係数Ψを乗じ、式（２）を下記の式（３）に修正することが提案されている。
【０００７】
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【０００８】
このように多重パス熱交換器に対しては、対数平均温度差を修正係数で補正して用いる方法があり、修正係数は熱交換器の管内側、管外側のパス数によって実験的結果に基づいて作成された表から決定される（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
一般社団法人日本機械学会「伝熱工学資料改訂第５版」（第213-214頁、第2-7図）２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、熱交換器内部で流体のパス構造が同じでも、伝熱管の配列構造、フィン形状、及び表面形状等の影響を受けるため、修正係数で補正しても得られる熱交換量Qには誤差が生じており、統括伝熱係数Uを高精度に算出できないという課題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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