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5. 5 ボイラ・工業炉の壁面からの放散熱量(自然対流の場合)
工場内に設置されているボイラ・加熱炉の壁面からの放散熱量は,自
然対流によるものと熱放射によるものの合計として計算できる 。
図-1 は,放射率0.80及び 0.40 のときの放散熱量を示す。
水平下向00.51.01.52.02.53.03.5
垂直
水平下向
水平上向0.940 60 80 100 120 140 160 180
壁面の表面温度〔°C〕
●くろまる実線 放射率 0.8
●くろまる破線 放射率 0.4
●くろまる室内温度 30°C
放散熱量〔kW/m2〕
図-1 壁面からの放散熱量
〈出典〉
「エネルギー管理のためのデータシート」
高村淑彦・村田博,
省エネルギーセンター
(2014)
表 各種材料表面の放射率の例
表面の状態と材料 放射率
(酸化面) アルミニウム
鋳 鉄
鋼
ステンレス
0.11 〜 0.19
0.64 〜 0.780.790.62 〜 0.73
表面の状態と材料 放射率
(ペイント)一 般
アルミニウム
0.85 〜 0.95
0.27 〜 0.62
(図の見方)
工業炉の外面鋼板の放射率は表より約0.8 である。壁面(垂直)の表面温度が
100°Cのときの放散熱量はいくらか。
図-1 より,約0.9 kW/m2 である。
5. 6 保温材の経済的厚さ
(1)管の場合の計算式
施工厚さ
(X)は,F1 の値が最小値となる X を計算する。
また,放散熱量の算出は次式による。
(2)平面の場合の計算式
施工厚さ(X )は,F 2 の値が最小値となる X を計算する。
F 2 = Xa N ×ばつ 103 + bhQ ×ばつ 10-3
また,放散熱量の算出は次式による。
上記(1),(2)の計算式の記号は以下のとおり。
F 1 = 管の場合の保温による年間総費用
〔円/m〕
F 2 = 平面の場合の保温による年間総費用
〔円/m2〕
(θ −θ )1F =X =Q =ππ4λ α1 22
( − ) ×ばつ 10 + ×ばつ 101202−1 010 10 rN
a −33 Q2ln +
θ −θ Q =λ αX 10 r+(θ −θ )1F =X =Q =ππ4λ α1 22
( − ) ×ばつ 10 + ×ばつ 101202−1 010 10 rN
a −33 Q2ln +
θ −θ Q =λ αX 10 r+N =
(1 + )
(1 + ) − 1
(θ −θ )1F =X =Q =ππ4λ α1 22
( − ) ×ばつ 10 + ×ばつ 101202−1 010 10 rN
a −33 Q2ln +
θ −θ Q =λ αX 10 r+ a :保温材の施工価格〔千円/m3〕
b :熱量価格〔円/
(kW・h)〕 n :年利率(小数)
m:使用年数〔年〕
N :償却率
d1:保温材の外径〔m〕
d0:保温材の内径
(管外径を基準とする)
〔m〕
h :年間使用時間〔h〕
X :保温材の厚さ〔m〕
Q :放散熱量
(管の場合)
〔W/m〕
(平面の場合)
〔W/m2〕
λ:保温材の熱伝導率〔W/
(m・K)〕 α:表面の熱伝達率〔W/
(m2・K)〕 θ0
:内部温度〔°C〕
θr :外気温度〔°C〕
ln :自然対数
なお,JIS では例として熱量価格 b =5
〔円 /(kW・h)〕として,各種の
保温材について,管径・内部温度をパラメータとして,
X と Q の値を示
している。87エネルギー管理関係資料I―4 廃熱の回収利用I12654374.廃熱の回収利用
4. 1 空気比と排ガス熱損失の関係
空気比が適正値より大き過ぎると,排ガス量も増加するため排ガス温
度を一定とした場合,排ガスの持ち去る熱量は空気比に比例して増加す
る。
排ガスの持つ熱量を燃料の低発熱量に対する比で表し,これを排ガス
損失割合とすれば図のようになる。燃料の違いによる差はほとんどみら
れないため,この図は液体燃料および気体燃料のいずれにも使用できる。1.02.01.91.81.71.61.51.41.31.21.180706050403020100
排ガス
損失割
合〔%〕空 気 比
排ガス温度
1000°C
800°C
600°C
500°C
400°C
300°C
200°C
100°C
●くろまる基準温度 25°C
図 空気比と排ガス損失割合
〈出典〉
「エネルギー管理のためのデータシート」
高村淑彦・村田博,
省エネルギーセンター
(2014)1163.
2 モータの定格出力別効率比較(定格出力時)
〈出典〉三菱電機(株) HP 及びトップランナーの基準エネルギー消費効率より作成
(4極)
定格出力
〔kW〕
50Hz 200V
60Hz 200V
モータ効率〔%〕 節約電力
〔kW〕
モータ効率〔%〕 節約電力
〔kW〕
従来形
モータ
高効率
モータ
従来形
モータ
高効率
モータ0.7575.882.50.080478.285.5
0.08191.581.485.30.084382.586.5
0.08412.284.086.70.081685.389.5
0.12105.587.489.60.176287.691.7
0.28077.588.090.40.226388.591.7
0.29571189.591.40.255589.792.4
0.35831590.492.10.361590.693.0
0.427318.591.092.60.351390.393.6
0.72232290.893.00.573290.993.6
0.69813091.693.60.699891.794.1
0.83443792.593.90.596492.294.5
0.97674592.994.20.668593.095.0
1.01875592.594.61.319992.595.4
1.8075
注)効率は JIS C 4210
(一般用低圧三相かご形誘導電動機)の等価回路法による算
定。高効率モータの効率はトップランナーモータの基準エネルギー消費効率を
使用。効率は 100%負荷時の代表値。3.3 高効率モータの経済性
製品コストは従来形モータと比べ
て高いが,運転コストが低減される
ため,稼働時間に比例して経済的に
有利となる。主な用途として,ファ
ン,ポンプなど,稼働時間が長く連
続運転される機械が対象となる。
【試算例】
・出力:15 kW(50 Hz,200 V)
・高効率モータ効率:92.1%
・従来形モータ効率:90.4%
・年間運転時間:2 440 h(10 ×ばつ 244日)
・電力料金:17円/kW・h
・年間節約電力量:15 kW ×ばつ
・年間省電力料金:約12 700円
節電利益
使用年数
分岐点
価格増分の回収期間
従来形モータ経費(製品+電気料金)高効率モータ
図-2 ×ばつ 2 440 h = 747.3 kW・h
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令和 5年度改正省エネ法対応
令和 5年度改正省エネ法対応
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算表)/「工場等判断基準」の基準値と目標値等 など
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2.燃料の燃焼の合理化
燃料の性質/空気比と空気量・排ガス量・排ガス CO2 /空気比と排ガス熱損
失/空気比の低減による燃料低減 など
3.加熱及び冷却並びに伝熱の合理化
伝熱計算式/固体表面の放射率/熱通過率の数値例/ボイラの給水およびボ
イラ水の水質/空調設備の省エネルギー対策一覧 など
4.廃熱の回収利用
空気比と排ガス熱損失の関係/空気予熱による燃料節約率/スチームトラッ
プとドレン回収
5.放射、伝導、抵抗によるエネルギー損失の防止
裸蒸気配管からの放散熱量/保温管からの放散熱量/電力管理の主要項目/
デマンド監視制御によるピーク電力の抑制 など
6.電気の動力、熱等への変換の合理化
高効率モータへの更新時の省エネ効果試算例/ポンプ・送風機の省電力対策/
各種風量制御方式の消費電力特性比較/各種光源の特徴 など
7.計測及び記録
温度計測/差圧流量計の計算式/流量計の種類/圧力計の種類と用途/レベ
ル計の種類 など
単位換算表/各種支援策 など
送料は注文冊数によって異なります。
50 冊以上ご注文頂きますと無料です。
ご購入申し込みは、書店または当センター
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負荷低減策/暖房時湿度管理と省エネ/冷熱源設備/冷温水ポンプ/システム効率
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電力管理の主要項目/デマンド監視制御によるピーク電力の抑制/力率改善/高
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II.エネルギー管理関係資料
III.参考資料
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2 章 空調設備
3 章 熱源設備
4 章 給排水設備
5 章 照明設備・コンセント負荷
6 章 昇降機・電動機
7 章 受変電設備等
8 章 発電専用設備等
9 章 業務用機器・駐車場など
10 章
「省エネ法」早分かり
参考資料
2024省エネルギー手帳 技術資料 目次 2024ビル省エネ手帳 技術資料 目次
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