温水タンク容量、ポンプ能力選定に悩んでいます。 一定量減ったら給水を行い、なるべく温度を下げずに、6

温水タンク容量、ポンプ能力選定に悩んでいます。
一定量減ったら給水を行い、なるべく温度を下げずに、60℃の温水40l/minを30分間供給したいのですが、どのような計算をするのか判りません。
タンクに飽和蒸気を直接吹込み式です。

蒸気は、末端圧力0.2Mpa-20A配管-電動ボールバルブ(フルボア)
水は、20℃末端圧力0.4Mpa-20A配管-電動バルブ(cv値7)
温調器により蒸気、水の給水を制御します。
末端圧力の所にタンクを設置して、ポンプで洗浄ノズル(ピストルガン)に供給します。
ポンプからノズルまで配管長さ25m、揚程8m、20Aでエルボ(90度)を10個使用します。
給水開始レベルもセンサー式で変更可能です。
1200Lタンクで200L減ったら給水を考えていますが、どうにも計算が判りません。
ご教授お願いいたします。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2018/02/26 09:49

＞1200Lタンクで200L減ったら給水を考えていますが、どうにも計算が判りません。

単純に、この 200L を供給する速さ L/min と、温度を 60℃ に維持するために加える熱量 cal/min が等しくなるように（あるいは許容温度低下範囲内になるように）、補充水の時間当たりの流量と加熱蒸気の最大供給量をバランスさせればよいだけです。
補給水を「1200Lタンクで200L減ったら給水」（オン／オフ制御）ではなく、「減った分だけちょろちょろと供給」（タンクの水位一定制御）すれば、温度低下は小さいはず。
ただし、供給温水が「40L/min で30分」つまり最大バッチ量が「40L/min × 30min = 1200L」なので、「減った分だけちょろちょろと供給」は「40L/min 以上」にしなければいけません。

最も最適な設計は、
・タンク水位一定制御にする
・そのための最大給水量を 40L/min にする
・給水温度を、たとえば冬場も考慮して最低 0℃ とすると、最大給水量 40L/min = 40 kg/min の温度を 60℃ 保つための加熱量は
　　40kg/min * (60℃ - 0℃) * 1 kcal/kg = 1200 kcal/min
以上とすることでしょう。

もし水の供給がオン／オフ制御のままで、１バッチの使用量「温水40L/minを30分間供給 = 1200 L」を確保すればよいだけなら、タンク内に「1200 L 」は既にあるので、
　・温水が減っても水は供給しない（温度を下げない）
　・１バッチの温水供給が終わったら、水を 1200L までの不足分だけ供給して、一気に60℃まで加熱する。
を繰り返してもよいと思います。次のバッチの供給までのインターバル時間がどれだけ許容されるかに依存します。

温水供給のための「要求仕様」によって、最適設計は何とでも変わります。
「計算」以前の「どのような要求仕様を満たすように設計・運用するか」という「条件設定」「設計」が先です。
そうしないと「不必要に過大な設備」になる可能性があります。

この回答へのお礼

ご教授有り難う御座いました。
解りやすく大変勉強になりました。

素晴らしい回答者様に感謝いたします。

お礼日時：2018/02/26 14:52