熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システム
【課題】水溶液に添加する界面活性剤の量をより少なくても所望の摩擦低減効果を得ることができる熱搬送媒体を提供すること。
【解決手段】熱供給側システムと熱需要側システムとの間を循環して熱を搬送する熱搬送媒体であって、第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子を含む水溶液からなることを特徴とする熱搬送媒体。前記第四級アンモニウム塩の濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌであり、前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１０００ｍｇ／Ｌであることが好ましい。
【解決手段】熱供給側システムと熱需要側システムとの間を循環して熱を搬送する熱搬送媒体であって、第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子を含む水溶液からなることを特徴とする熱搬送媒体。前記第四級アンモニウム塩の濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌであり、前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１０００ｍｇ／Ｌであることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱供給側システムから熱需要側システムに熱を搬送するために用いる熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地域冷暖房システム、ビル空調システム、排熱利用システム、家庭用冷温水利用型空調システムなどでは、熱供給（熱発生）側から熱需要（熱利用）側まで熱を移動させるために熱搬送システムが用いられている。この熱搬送システムでは、熱を搬送するための媒体として水を用いる場合が多く、この場合、熱供給側システムと熱需要側システムとの間を水を循環させるために配管が用いられる。この配管の施工コストは、配管そのものの費用の他に、配管からの放熱を防止するための保温材の費用、工事施工費などが含まれ、配管径が小さい程、また配管の長さが短い程施工コストが低くなる。
【０００３】
水の顕熱により熱を搬送するシステムを設計する際に、配管の径を決定する方法としては、経験上配管内を流動する水の流速を基本に考えることが多い。この場合、搬送したい流量に対して、配管内の流速が１〜３ｍ／ｓ程度の範囲になるよう配管の径を決定することが一般的であり、この範囲より小さい流速では、配管の径が大きくなり過ぎて施工コストの点で無駄になり、逆に大きい流速では、水が配管内を流動するときに生じる摩擦抵抗が大きくなり過ぎて、搬送動力の大きい循環ポンプが必要となり、いずれにしても施工コストが上昇する。
【０００４】
また、循環ポンプは、必要とされる流量と揚程に基づいて選定される。このうち流量については、熱需要側の必要熱量によって決定され、揚程については、密閉式循環系の場合に主に流動摩擦損失によって決定される。この流動摩擦損失は、流量と管径が同一である場合、配管の長さに一次で比例し、搬送距離が長いほど流動摩擦損失が大きくなるために、大容量のポンプが必要となる。
【０００５】
最近、この水の搬送動力を低減させる（換言すると、水の流動摩擦損失を低減する）ための有効な方法として、粘弾性を示す界面活性剤を添加した水溶液を熱搬送媒体に用い、配管内の流動摩擦抵抗を著しく低減させる方法が提案されている。
【０００６】
この粘弾性を示す界面活性剤による流動摩擦抵抗の低減効果は、以下に起因するといわれている。即ち、配管内を流動する水に所定の陽イオン性界面活性剤を数１００〜数１０００ｐｐｍの濃度で溶解させると、陽イオン性界面活性剤は、水中で疎水基部を中心にして外周に親水基部を配置してミセル（所謂、会合体）を形成し、そのミセルが棒状の形態をなして高次に絡まって粘弾性を示すことによるものである。
【０００７】
このような特性を示す界面活性剤よる摩擦低減方法として、第四級アンモニウムの有機酸塩からなる界面活性剤を用いた方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。これらの方法では、第四級アンモニウム塩からなる界面活性剤を数１００〜数１０００ｍｇ／Ｌの条件で水に溶解させると、従来の水を熱媒体を搬送する場合と比較して、最高８０％程度の摩擦低減効果が得られることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平３−７６３６０号公報
【特許文献２】特公平４−６２３１号公報
【特許文献３】特開平８−２３１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のこの摩擦低減方法では、その効果を得るために、熱搬送媒体としての水溶液に界面活性剤を数１００〜数１０００ｍｇ／Ｌの条件で溶解させており、それ故に、配管の長さが長くなるなどした場合、熱供給側システムと熱需要側システムとの間を循環させる熱搬送媒体の使用量が多くなり、これに伴って界面活性剤の添加量も多くなる。
【００１０】
本発明の目的は、水溶液に添加する界面活性剤の量をより少なくても所望の摩擦低減効果を得ることができる熱搬送媒体を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、界面活性剤の少ない使用量で所望の摩擦低減効果を得ることができ、これによって、熱を効率良く搬送することができる熱搬送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、前述した課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、熱搬送媒体として用いる水溶液に第四級アンモニウム塩と陰イオン性高分子を添加することによって、第四級アンモニウム塩を主成分として加える場合よりもより少ない添加量で熱搬送時に生じる流動抵抗を低減でき、従来よりも効率良く熱を搬送できることを見出した。
【００１３】
即ち、本発明は、次の熱搬送媒体及び熱搬送システムを提供するものであり、本発明の請求項１に記載の熱搬送媒体は、熱供給側システムと熱需要側システムとの間を循環して熱を搬送する熱搬送媒体であって、第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子を含む水溶液からなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の熱搬送媒体では、前記第四級アンモニウム塩の濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌであり、前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載の熱搬送媒体では、前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明の請求項４に記載の熱搬送システムは、請求項１〜３のいずれかに記載の熱搬送媒体を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に記載の熱搬送媒体によれば、熱搬送媒体の水溶液に第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子が含まれているので、陰イオン高分子によって第四級アンモニウム塩による摩擦低減効果が高められ、これによって、第四級アンモニウムの添加量を従来に比して少なくしても所望の摩擦低減効果が得られ、その結果、少ない添加量の第四級アンモニウム塩でもって熱搬送媒体の搬送時に生じる摩擦を低減させることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項２に記載の熱搬送媒体によれば、第四級アンモニウム塩の濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌであり、また陰イオン性高分子の濃度が３〜１０００ｍｇ／Ｌであるので、従来に比して少ない添加量の第四級アンモニウム塩に陰イオン性高分子を所定濃度添加することにより、所望の摩擦低減効果を得ることができる。従来のように第四級アンモニウム塩により摩擦低減効果を得るには、数１００〜数１０００ｍｇ／Ｌの濃度の第四級アンモニウム塩を添加する必要があったが、所定濃度の陰イオン高分子を添加することにより、１０〜１００ｍｇ／Ｌの濃度の第四級アンモニウム塩を添加するのみで従来と同程度の摩擦低減効果が得られ、第四級アンモニウム塩の使用量を低減することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項３に記載の熱搬送媒体によれば、陰イオン性高分子の濃度が３〜１００ｍｇ／Ｌであるので、少ない添加量の第四級アンモニウム塩と少ない添加量の陰イオン高分子とにより所望の摩擦低減効果を得ることができる。従来では所望の摩擦低減効果を得るためには数１００〜数１０００ｍｇ／Ｌの濃度の第四級アンモニウム塩を添加する必要があったが、１０〜１００ｍｇ／Ｌの濃度の第四級アンモニウム塩と３〜１００ｍｇ／Ｌの濃度の陰イオン高分子を添加することにより従来と同等の摩擦低減効果を得ることができ、水溶液に対する第四アンモニウム塩及び陰イオン性高分子の合計添加量を少なくすることができる。
【００２０】
更に、本発明の請求項４に記載の熱搬送システムによれば、請求項１〜３のいずれかに記載の熱搬送媒体を用いるので、陰イオン性高分子の添加により第四アンモニウム塩の添加量を少なくしても所望の摩擦低減効果を得ることができ、これによって、熱搬送時に生じる流動抵抗を低減することができ、従来よりも効率良く熱を搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従う熱搬送システムの一実施形態を示す簡略図。
【図２】熱搬送媒体の搬送時におけるポンプ動力を評価する評価装置を示す簡略図。
【図３】図２に示す評価装置を用いた評価実験の結果を示す図。
【図４】陰イオン性高分子の添加濃度と圧力損失低減率との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムについて説明する。図１において、この熱搬送システムは、熱搬送媒体に熱を供給する熱供給側システム２と、熱搬送媒体の熱を消費する熱需要側システム４とを備え、この熱供給側システム２と熱需要側システム４とは、往き流路６及び戻り流路８を介して接続されている。これら往き流路６及び戻り流路８は、流路配管から構成され、往き流路６には、熱搬送媒体を送給するための循環ポンプ１０が配設されている。
【００２３】
このような熱搬送システムでは、循環ポンプ１０の作用によって、熱搬送媒体が往き流路６及び戻り流路８を通して矢印で示すように循環され、熱供給側システム２において供給された熱（温熱又は冷熱）は、熱搬送媒体の流れによって熱需要側システム４に送給され、この熱需要側システム４において利用されて消費される。そして、熱が使われた熱搬送媒体は、戻り流路８を通して熱供給側システム２に戻され、このようにして熱搬送媒体が往き流路６及び戻り流路８を通して循環され、熱供給側システム２において供給された熱が熱需要側システム４に供給される。
【００２４】
この熱搬送システムにおける熱供給側システム２の具体例としては、例えば、ガス吸収式冷温水機、油吸収式冷温水機、ターボ冷凍機、ボイラなどであり、また熱需要側システム４の具体例としては、例えば、エアーハンドリングユニットやファインコイルユニットなどの空気調和装置、ファンコンベクタや床暖房装置などの暖房装置、プレート式熱交換器などの熱交換ユニットなどである。
【００２５】
熱搬送システムに用いる熱搬送媒体としては、熱媒体として水溶液（具体的には、水）が用いられ、この水溶液に、第四級アンモニウム塩として、アルキル（炭素数１７〜２２）トリメチルアンモニウム塩、並びにサリチル酸塩及びヒドロキシナフトエ酸塩から選ばれた少なくとも一種の有機酸塩を添加することが望ましい。このような有機酸塩を水中に添加することによって、これらの化合物を含有しないものよりも流動抵抗が低下し、配管中を流動する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００２６】
熱搬送媒体に添加する第四級アンモニウム塩としては、特に制限されるものではなく、例えば、セチルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ドデシルトリメチルアンモニウム塩、ヘキシルトリメチルアンモニウム塩、ヘプチルトリメチルアンモニウム塩、オレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウム塩、オレイルヒドロキシエチルジメチルアンモニウム塩、オレイルトリヒドロキシエチルアンモニウム塩などであり、またこれらの第四級アンモニウム塩とサリチル酸塩とを混合した混合物などである。
【００２７】
第四級アンモニウム塩の添加量を少なくして所望の摩擦低減効果を得るためには、陰イオン性高分子を添加することが重要である。陰イオン性高分子とは、水に溶解すると陰イオンを発生する高分子であり、このような陰イオン性高分子としても、特に制限されるものではなく、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリリン酸ナトリウム、ポリリン酸カリウム、ポリスルホン酸ナトリウム、ポリスルホン酸カリウムやこれらの２種以上の混合物などである。
【００２８】
第四級アンモニウム塩と陰イオン性高分子の水溶液（具体的には、水）への添加濃度は、それぞれ１０〜１００ｍｇ／Ｌ、３〜１０００ｍｇ／Ｌであれば特に制限されることはなく、陰イオン性高分子については、３〜１００ｍｇ／Ｌであるのが好ましい。第四級アンモニウム塩及び陰イオン高分子の添加濃度がそれぞれ上述の範囲より少ないと、流動抵抗の低減が少なく、所望の摩擦低減効果を得ることができず、また添加濃度がそれぞれ上述の範囲より多いと、所望の摩擦低減効果は発現するが、添加濃度が多くなり経済性の面で無駄である。この第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子の水溶液への添加濃度は、それぞれ１０〜８０ｍｇ／Ｌ、３〜８０ｍｇ／Ｌであるのが更に望ましく、これらの添加濃度は、それぞれ２０〜８０ｍｇ／Ｌ、２０〜８０ｍｇ／Ｌであるのが更に一層望ましい。
【００２９】
第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子を上述した如く溶解させた水溶液には、更に、必要に応じて、配管の腐食を防止するための腐食防止用添加剤、水溶液の凍結を防止するための凍結防止用不凍液などを配合するようにしてもよい。これらの添加剤、不凍液などとしては、従来から用いられている成分のものを用いればよく、配合量も従来と同様でよい。
【００３０】
このような第四級アンモニウム塩と陰イオン性高分子を含有する水溶液を熱搬送媒体として用いると、第四級アンモニウム塩による摩擦低減効果が陰イオン性高分子により高められ、これによって、第四級アンモニウム塩の添加量を従来より少なくしても所望の摩擦低減効果が得られる。その結果、熱搬送媒体の搬送時に生じる流動抵抗が低下し、循環ポンプの動力を増大させることなく、要求される流量の熱搬送媒体を搬送可能とする配管の径を小さくすることができ、また使用する配管の長さを延長することができる。
【００３１】
このような熱搬送システムに用いる配管の種類については、特に限定はなく、従来から用いられている各種の金属製配管、樹脂製配管などを用いることができる。このような配管の具体例としては、炭素鋼鋼管、ステンレス配管、クロムモリブデン鋼配管、ニッケル鋼鋼管、モリブデン鋼鋼管、銅管、塩化ビニル配管、アクリル配管、ポリエチレン配管、ポリブテン配管などを挙げることができる。
【００３２】
このような熱搬送システムは、水又は各種添加剤を含む水溶液を熱搬送媒体として用いる各種の熱搬送方法に適用可能である。例えば、地域冷暖房システムやビル空調システムにおける熱搬送媒体の搬送、ゴミ焼却場や工場の排熱により加熱された熱搬送媒体の搬送、ガス、油などを原料とするコージェネレーションシステムの排熱を利用した６０〜１２０℃程度の温水からなる熱搬送媒体の搬送、河川水、海水、下水処理水などの温度差エネルギーの搬送、ガス、石油系燃料などを用いた家庭用温水空調機器で用いられる６０〜１２０℃程度の温水からなる熱媒体の搬送、又は床暖房などの熱搬送媒体の搬送などに広く適用することできる。
【００３３】
以上、本発明に従う熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【実施例】
【００３４】
本発明に従う熱搬送媒体の摩擦低減効果を確認するために、次の通りの評価実験を行った。この評価実験に用いた評価装置は、図２に示す通りの構成であった。この評価装置は、媒体タンク１２（密閉加圧式）及びプレート式熱交換器１４を備え、これらを循環流路１６で接続し、媒体タンク１２内の熱搬送媒体が循環流路１６及びプレート式熱交換器１４を通して循環されるように構成した。循環流路１６の上流側部１７（媒体タンク１２とプレート式熱交換器１４との間の部位）には循環ポンプ１８を配設し、この循環ポンプ１８には、回転数を制御するためのインバータ（図示せず）を接続し、また循環流路１６の下流側部１９に計測部位２０を設けた。循環流路１６を配管から構成し、用いた配管は炭素鋼鋼管（ＳＧＰ管）製の呼び径８０Ａであった。測定部位２０については、その長さＬが２．５ｍであり、この測定部位２０における圧力差を計測するために微差圧計２２を設けた。また、プレート式熱交換器１４に関連してボイラ２４を設け、ボイラ２４からの温水を温水循環流路２６及び熱交換器１４を通して循環するようにした。更に、循環流路１６の上流側部１７（具体的には、循環ポンプ１８の配設部位の下流側）に電磁流量計２８を設け、この電磁流量計２８により循環流路１６を流れる熱搬送媒体の流量を計測し、また循環流路１６の下流側部１９（具体的には、測定部位２０の上流側）に白金測温抵抗体３０を設け、この白金測温抵抗体３０により循環流路１６を流れる熱搬送媒体の温度を計測した。
【００３５】
この評価装置を用いて熱搬送媒体の摩擦低減効果の確認実験を行う際には、電磁流量計２８により計測した流量（即ち、循環流路１６を流れる熱搬送媒体の流量）が所定流量になるようにインバータにより循環ポンプ１８の回転数を制御した。また、プレート式熱交換器１４においてボイラ２４から温水循環流路２６を流れる温水と循環流路１６を流れる熱搬送媒体との間で熱交換を行い、循環流路１６の測定部位２０に流れる熱搬送媒体の温度が所定温度となるようにし、この熱搬送媒体の温度を白金測温抵抗体３０によりモニターした。そして、摩擦低減効果については、循環流路１６の測定部位２０を流れる熱搬送媒体の差圧を微差圧計２２により計測し、その差圧値を圧力損失として評価した。
【００３６】
この評価装置を用い、熱搬送媒体がこの測定部位２０を所定流量流動するときの圧力損失△Ｐを記録し、水道水を熱搬送媒体として同じ流量を流動するときの圧力損失△Ｐｗを記録し、これら圧力損失ΔＰ及びΔＰｗから圧損低減率ＤＲを次の（１）式を用いて算出した。
【００３７】
ＤＲ（％）＝〔１−｛（△Ｐｗ−△Ｐ）／△Ｐｗ｝〕×１００ ・・・（１）
実施例１として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムとをそれぞれ６０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ（合計で１００ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウム１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を調製した。評価実験においては、この実施例１の熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速に調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この実施例１の評価実験の結果は、図３に黒丸で示す通りであった。
【００３８】
実施例２として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムとをそれぞれ４０ｍｇ／Ｌ、２５ｍｇ／Ｌ（合計で６５ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウム６５ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を調製した。評価実験においては、実施例１と同様に、この実施例２の熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速に調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この実施例２の評価実験の結果は、図３に黒四角で示す通りであった。
【００３９】
比較例１として、水道水に摩擦低減効果を発現するものとしてよく知られている第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムとをそれぞれ１００ｍｇ／Ｌ、６０ｍｇ／Ｌ（合計で１６０ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物を添加した熱搬送媒体（陰イオン性高分子を含まないもの）を調製した。評価実験においては、実施例１及び２と同様に、この比較例１の熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速に調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この比較例１の評価実験の結果は、図３に白丸で示す通りであった。
【００４０】
比較例２として、水道水に摩擦低減効果を発現するものとしてよく知られている第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムとをそれぞれ５００ｍｇ／Ｌ、３００ｍｇ／Ｌ（合計で８００ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物を添加した熱搬送媒体（陰イオン性高分子を含まないもの）を調製した。評価実験においては、実施例１及び実施例２と同様に、この比較例２の熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速に調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この比較例２の評価実験の結果は、図３に白四角で示す通りであった。
【００４１】
図３のから明らかなように、実施例１及び２では、各流速（流速が１，０〜２．５ｍ／ｓの範囲）において７０〜８０％の圧損低減率が得られたのに対し、比較例２の第四級アンモニウム塩の濃度が高い条件では、実施例１及び２と同程度の圧損低減効果が発現するが、比較例１の第四級アンモニウム塩の濃度が低い条件（実施例１及び２と同じ程度の濃度の条件）では、圧損低減効果が全く発現しないことが分かった。この結果から、本発明の熱搬送媒体では、水への第四級アンモニウム塩の添加量が少ない条件でも良好な圧損低減効果が発現することが分かった。
【００４２】
次に、水への第四級アンモニウム塩及び陰イオン高分子の添加量と圧損低減率（ＤＲ）との関係を調べた。
【００４３】
実施例３として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（３ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（２ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物（合計で５ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４４】
実施例４として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（１２ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（８ｍｇ／Ｌ）とを混合した混合物（合計で２０ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４５】
実施例５として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（３０ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（２０ｍｇ／Ｌ）とを混合した混合物（合計で５０ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４６】
実施例６として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（９０ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（６０ｍｇ／Ｌ）とを混合した混合物（合計で１５０ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４７】
また、実施例７として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（３００ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（２００ｍｇ／Ｌ）とを混合した混合物（合計で５００ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４８】
これら実施例３〜７の各５種類について、上述と同様にして評価実験を行い、これらの評価実験においては、熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速１．５ｍ／ｓに調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この実施例３〜７の評価結果は、表１に示す通りであり、この表１の内容をグラフに示すと図４に示す通りであった。
【００４９】
【表１】
表１及び図４から明らかなように、第四級アンモニウム塩の添加量が少なくても陰イオン性高分子の添加量を多くすれば７０〜８０％の圧損低減率が得られ、また陰イオン性高分子の添加量が少なくても第四級アンモニウム塩の添加量を多くすれば同様に７０〜８０％の圧損低減率が得られることが分かった。このようなことから、第四級アンモニウム塩の添加濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲で、陰イオン性高分子の添加濃度が３〜１００ｍｇ／Ｌの範囲であると、所望の摩擦低減効果が発現されることが確認できた。
【符号の説明】
【００５０】
２ 熱供給側システム
４ 熱需要側システム
１０ 循環ポンプ
１２ 媒体タンク
１６ 循環流路
２０ 測定部位
２２ 微差圧計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱供給側システムから熱需要側システムに熱を搬送するために用いる熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地域冷暖房システム、ビル空調システム、排熱利用システム、家庭用冷温水利用型空調システムなどでは、熱供給（熱発生）側から熱需要（熱利用）側まで熱を移動させるために熱搬送システムが用いられている。この熱搬送システムでは、熱を搬送するための媒体として水を用いる場合が多く、この場合、熱供給側システムと熱需要側システムとの間を水を循環させるために配管が用いられる。この配管の施工コストは、配管そのものの費用の他に、配管からの放熱を防止するための保温材の費用、工事施工費などが含まれ、配管径が小さい程、また配管の長さが短い程施工コストが低くなる。
【０００３】
水の顕熱により熱を搬送するシステムを設計する際に、配管の径を決定する方法としては、経験上配管内を流動する水の流速を基本に考えることが多い。この場合、搬送したい流量に対して、配管内の流速が１〜３ｍ／ｓ程度の範囲になるよう配管の径を決定することが一般的であり、この範囲より小さい流速では、配管の径が大きくなり過ぎて施工コストの点で無駄になり、逆に大きい流速では、水が配管内を流動するときに生じる摩擦抵抗が大きくなり過ぎて、搬送動力の大きい循環ポンプが必要となり、いずれにしても施工コストが上昇する。
【０００４】
また、循環ポンプは、必要とされる流量と揚程に基づいて選定される。このうち流量については、熱需要側の必要熱量によって決定され、揚程については、密閉式循環系の場合に主に流動摩擦損失によって決定される。この流動摩擦損失は、流量と管径が同一である場合、配管の長さに一次で比例し、搬送距離が長いほど流動摩擦損失が大きくなるために、大容量のポンプが必要となる。
【０００５】
最近、この水の搬送動力を低減させる（換言すると、水の流動摩擦損失を低減する）ための有効な方法として、粘弾性を示す界面活性剤を添加した水溶液を熱搬送媒体に用い、配管内の流動摩擦抵抗を著しく低減させる方法が提案されている。
【０００６】
この粘弾性を示す界面活性剤による流動摩擦抵抗の低減効果は、以下に起因するといわれている。即ち、配管内を流動する水に所定の陽イオン性界面活性剤を数１００〜数１０００ｐｐｍの濃度で溶解させると、陽イオン性界面活性剤は、水中で疎水基部を中心にして外周に親水基部を配置してミセル（所謂、会合体）を形成し、そのミセルが棒状の形態をなして高次に絡まって粘弾性を示すことによるものである。
【０００７】
このような特性を示す界面活性剤よる摩擦低減方法として、第四級アンモニウムの有機酸塩からなる界面活性剤を用いた方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。これらの方法では、第四級アンモニウム塩からなる界面活性剤を数１００〜数１０００ｍｇ／Ｌの条件で水に溶解させると、従来の水を熱媒体を搬送する場合と比較して、最高８０％程度の摩擦低減効果が得られることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平３−７６３６０号公報
【特許文献２】特公平４−６２３１号公報
【特許文献３】特開平８−２３１９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のこの摩擦低減方法では、その効果を得るために、熱搬送媒体としての水溶液に界面活性剤を数１００〜数１０００ｍｇ／Ｌの条件で溶解させており、それ故に、配管の長さが長くなるなどした場合、熱供給側システムと熱需要側システムとの間を循環させる熱搬送媒体の使用量が多くなり、これに伴って界面活性剤の添加量も多くなる。
【００１０】
本発明の目的は、水溶液に添加する界面活性剤の量をより少なくても所望の摩擦低減効果を得ることができる熱搬送媒体を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、界面活性剤の少ない使用量で所望の摩擦低減効果を得ることができ、これによって、熱を効率良く搬送することができる熱搬送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、前述した課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、熱搬送媒体として用いる水溶液に第四級アンモニウム塩と陰イオン性高分子を添加することによって、第四級アンモニウム塩を主成分として加える場合よりもより少ない添加量で熱搬送時に生じる流動抵抗を低減でき、従来よりも効率良く熱を搬送できることを見出した。
【００１３】
即ち、本発明は、次の熱搬送媒体及び熱搬送システムを提供するものであり、本発明の請求項１に記載の熱搬送媒体は、熱供給側システムと熱需要側システムとの間を循環して熱を搬送する熱搬送媒体であって、第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子を含む水溶液からなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の熱搬送媒体では、前記第四級アンモニウム塩の濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌであり、前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載の熱搬送媒体では、前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明の請求項４に記載の熱搬送システムは、請求項１〜３のいずれかに記載の熱搬送媒体を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に記載の熱搬送媒体によれば、熱搬送媒体の水溶液に第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子が含まれているので、陰イオン高分子によって第四級アンモニウム塩による摩擦低減効果が高められ、これによって、第四級アンモニウムの添加量を従来に比して少なくしても所望の摩擦低減効果が得られ、その結果、少ない添加量の第四級アンモニウム塩でもって熱搬送媒体の搬送時に生じる摩擦を低減させることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項２に記載の熱搬送媒体によれば、第四級アンモニウム塩の濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌであり、また陰イオン性高分子の濃度が３〜１０００ｍｇ／Ｌであるので、従来に比して少ない添加量の第四級アンモニウム塩に陰イオン性高分子を所定濃度添加することにより、所望の摩擦低減効果を得ることができる。従来のように第四級アンモニウム塩により摩擦低減効果を得るには、数１００〜数１０００ｍｇ／Ｌの濃度の第四級アンモニウム塩を添加する必要があったが、所定濃度の陰イオン高分子を添加することにより、１０〜１００ｍｇ／Ｌの濃度の第四級アンモニウム塩を添加するのみで従来と同程度の摩擦低減効果が得られ、第四級アンモニウム塩の使用量を低減することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項３に記載の熱搬送媒体によれば、陰イオン性高分子の濃度が３〜１００ｍｇ／Ｌであるので、少ない添加量の第四級アンモニウム塩と少ない添加量の陰イオン高分子とにより所望の摩擦低減効果を得ることができる。従来では所望の摩擦低減効果を得るためには数１００〜数１０００ｍｇ／Ｌの濃度の第四級アンモニウム塩を添加する必要があったが、１０〜１００ｍｇ／Ｌの濃度の第四級アンモニウム塩と３〜１００ｍｇ／Ｌの濃度の陰イオン高分子を添加することにより従来と同等の摩擦低減効果を得ることができ、水溶液に対する第四アンモニウム塩及び陰イオン性高分子の合計添加量を少なくすることができる。
【００２０】
更に、本発明の請求項４に記載の熱搬送システムによれば、請求項１〜３のいずれかに記載の熱搬送媒体を用いるので、陰イオン性高分子の添加により第四アンモニウム塩の添加量を少なくしても所望の摩擦低減効果を得ることができ、これによって、熱搬送時に生じる流動抵抗を低減することができ、従来よりも効率良く熱を搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従う熱搬送システムの一実施形態を示す簡略図。
【図２】熱搬送媒体の搬送時におけるポンプ動力を評価する評価装置を示す簡略図。
【図３】図２に示す評価装置を用いた評価実験の結果を示す図。
【図４】陰イオン性高分子の添加濃度と圧力損失低減率との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムについて説明する。図１において、この熱搬送システムは、熱搬送媒体に熱を供給する熱供給側システム２と、熱搬送媒体の熱を消費する熱需要側システム４とを備え、この熱供給側システム２と熱需要側システム４とは、往き流路６及び戻り流路８を介して接続されている。これら往き流路６及び戻り流路８は、流路配管から構成され、往き流路６には、熱搬送媒体を送給するための循環ポンプ１０が配設されている。
【００２３】
このような熱搬送システムでは、循環ポンプ１０の作用によって、熱搬送媒体が往き流路６及び戻り流路８を通して矢印で示すように循環され、熱供給側システム２において供給された熱（温熱又は冷熱）は、熱搬送媒体の流れによって熱需要側システム４に送給され、この熱需要側システム４において利用されて消費される。そして、熱が使われた熱搬送媒体は、戻り流路８を通して熱供給側システム２に戻され、このようにして熱搬送媒体が往き流路６及び戻り流路８を通して循環され、熱供給側システム２において供給された熱が熱需要側システム４に供給される。
【００２４】
この熱搬送システムにおける熱供給側システム２の具体例としては、例えば、ガス吸収式冷温水機、油吸収式冷温水機、ターボ冷凍機、ボイラなどであり、また熱需要側システム４の具体例としては、例えば、エアーハンドリングユニットやファインコイルユニットなどの空気調和装置、ファンコンベクタや床暖房装置などの暖房装置、プレート式熱交換器などの熱交換ユニットなどである。
【００２５】
熱搬送システムに用いる熱搬送媒体としては、熱媒体として水溶液（具体的には、水）が用いられ、この水溶液に、第四級アンモニウム塩として、アルキル（炭素数１７〜２２）トリメチルアンモニウム塩、並びにサリチル酸塩及びヒドロキシナフトエ酸塩から選ばれた少なくとも一種の有機酸塩を添加することが望ましい。このような有機酸塩を水中に添加することによって、これらの化合物を含有しないものよりも流動抵抗が低下し、配管中を流動する際に生じる圧力損失を低減することができる。
【００２６】
熱搬送媒体に添加する第四級アンモニウム塩としては、特に制限されるものではなく、例えば、セチルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ドデシルトリメチルアンモニウム塩、ヘキシルトリメチルアンモニウム塩、ヘプチルトリメチルアンモニウム塩、オレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウム塩、オレイルヒドロキシエチルジメチルアンモニウム塩、オレイルトリヒドロキシエチルアンモニウム塩などであり、またこれらの第四級アンモニウム塩とサリチル酸塩とを混合した混合物などである。
【００２７】
第四級アンモニウム塩の添加量を少なくして所望の摩擦低減効果を得るためには、陰イオン性高分子を添加することが重要である。陰イオン性高分子とは、水に溶解すると陰イオンを発生する高分子であり、このような陰イオン性高分子としても、特に制限されるものではなく、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリリン酸ナトリウム、ポリリン酸カリウム、ポリスルホン酸ナトリウム、ポリスルホン酸カリウムやこれらの２種以上の混合物などである。
【００２８】
第四級アンモニウム塩と陰イオン性高分子の水溶液（具体的には、水）への添加濃度は、それぞれ１０〜１００ｍｇ／Ｌ、３〜１０００ｍｇ／Ｌであれば特に制限されることはなく、陰イオン性高分子については、３〜１００ｍｇ／Ｌであるのが好ましい。第四級アンモニウム塩及び陰イオン高分子の添加濃度がそれぞれ上述の範囲より少ないと、流動抵抗の低減が少なく、所望の摩擦低減効果を得ることができず、また添加濃度がそれぞれ上述の範囲より多いと、所望の摩擦低減効果は発現するが、添加濃度が多くなり経済性の面で無駄である。この第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子の水溶液への添加濃度は、それぞれ１０〜８０ｍｇ／Ｌ、３〜８０ｍｇ／Ｌであるのが更に望ましく、これらの添加濃度は、それぞれ２０〜８０ｍｇ／Ｌ、２０〜８０ｍｇ／Ｌであるのが更に一層望ましい。
【００２９】
第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子を上述した如く溶解させた水溶液には、更に、必要に応じて、配管の腐食を防止するための腐食防止用添加剤、水溶液の凍結を防止するための凍結防止用不凍液などを配合するようにしてもよい。これらの添加剤、不凍液などとしては、従来から用いられている成分のものを用いればよく、配合量も従来と同様でよい。
【００３０】
このような第四級アンモニウム塩と陰イオン性高分子を含有する水溶液を熱搬送媒体として用いると、第四級アンモニウム塩による摩擦低減効果が陰イオン性高分子により高められ、これによって、第四級アンモニウム塩の添加量を従来より少なくしても所望の摩擦低減効果が得られる。その結果、熱搬送媒体の搬送時に生じる流動抵抗が低下し、循環ポンプの動力を増大させることなく、要求される流量の熱搬送媒体を搬送可能とする配管の径を小さくすることができ、また使用する配管の長さを延長することができる。
【００３１】
このような熱搬送システムに用いる配管の種類については、特に限定はなく、従来から用いられている各種の金属製配管、樹脂製配管などを用いることができる。このような配管の具体例としては、炭素鋼鋼管、ステンレス配管、クロムモリブデン鋼配管、ニッケル鋼鋼管、モリブデン鋼鋼管、銅管、塩化ビニル配管、アクリル配管、ポリエチレン配管、ポリブテン配管などを挙げることができる。
【００３２】
このような熱搬送システムは、水又は各種添加剤を含む水溶液を熱搬送媒体として用いる各種の熱搬送方法に適用可能である。例えば、地域冷暖房システムやビル空調システムにおける熱搬送媒体の搬送、ゴミ焼却場や工場の排熱により加熱された熱搬送媒体の搬送、ガス、油などを原料とするコージェネレーションシステムの排熱を利用した６０〜１２０℃程度の温水からなる熱搬送媒体の搬送、河川水、海水、下水処理水などの温度差エネルギーの搬送、ガス、石油系燃料などを用いた家庭用温水空調機器で用いられる６０〜１２０℃程度の温水からなる熱媒体の搬送、又は床暖房などの熱搬送媒体の搬送などに広く適用することできる。
【００３３】
以上、本発明に従う熱搬送媒体及びこれを用いた熱搬送システムの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【実施例】
【００３４】
本発明に従う熱搬送媒体の摩擦低減効果を確認するために、次の通りの評価実験を行った。この評価実験に用いた評価装置は、図２に示す通りの構成であった。この評価装置は、媒体タンク１２（密閉加圧式）及びプレート式熱交換器１４を備え、これらを循環流路１６で接続し、媒体タンク１２内の熱搬送媒体が循環流路１６及びプレート式熱交換器１４を通して循環されるように構成した。循環流路１６の上流側部１７（媒体タンク１２とプレート式熱交換器１４との間の部位）には循環ポンプ１８を配設し、この循環ポンプ１８には、回転数を制御するためのインバータ（図示せず）を接続し、また循環流路１６の下流側部１９に計測部位２０を設けた。循環流路１６を配管から構成し、用いた配管は炭素鋼鋼管（ＳＧＰ管）製の呼び径８０Ａであった。測定部位２０については、その長さＬが２．５ｍであり、この測定部位２０における圧力差を計測するために微差圧計２２を設けた。また、プレート式熱交換器１４に関連してボイラ２４を設け、ボイラ２４からの温水を温水循環流路２６及び熱交換器１４を通して循環するようにした。更に、循環流路１６の上流側部１７（具体的には、循環ポンプ１８の配設部位の下流側）に電磁流量計２８を設け、この電磁流量計２８により循環流路１６を流れる熱搬送媒体の流量を計測し、また循環流路１６の下流側部１９（具体的には、測定部位２０の上流側）に白金測温抵抗体３０を設け、この白金測温抵抗体３０により循環流路１６を流れる熱搬送媒体の温度を計測した。
【００３５】
この評価装置を用いて熱搬送媒体の摩擦低減効果の確認実験を行う際には、電磁流量計２８により計測した流量（即ち、循環流路１６を流れる熱搬送媒体の流量）が所定流量になるようにインバータにより循環ポンプ１８の回転数を制御した。また、プレート式熱交換器１４においてボイラ２４から温水循環流路２６を流れる温水と循環流路１６を流れる熱搬送媒体との間で熱交換を行い、循環流路１６の測定部位２０に流れる熱搬送媒体の温度が所定温度となるようにし、この熱搬送媒体の温度を白金測温抵抗体３０によりモニターした。そして、摩擦低減効果については、循環流路１６の測定部位２０を流れる熱搬送媒体の差圧を微差圧計２２により計測し、その差圧値を圧力損失として評価した。
【００３６】
この評価装置を用い、熱搬送媒体がこの測定部位２０を所定流量流動するときの圧力損失△Ｐを記録し、水道水を熱搬送媒体として同じ流量を流動するときの圧力損失△Ｐｗを記録し、これら圧力損失ΔＰ及びΔＰｗから圧損低減率ＤＲを次の（１）式を用いて算出した。
【００３７】
ＤＲ（％）＝〔１−｛（△Ｐｗ−△Ｐ）／△Ｐｗ｝〕×１００ ・・・（１）
実施例１として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムとをそれぞれ６０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ（合計で１００ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウム１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を調製した。評価実験においては、この実施例１の熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速に調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この実施例１の評価実験の結果は、図３に黒丸で示す通りであった。
【００３８】
実施例２として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムとをそれぞれ４０ｍｇ／Ｌ、２５ｍｇ／Ｌ（合計で６５ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウム６５ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を調製した。評価実験においては、実施例１と同様に、この実施例２の熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速に調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この実施例２の評価実験の結果は、図３に黒四角で示す通りであった。
【００３９】
比較例１として、水道水に摩擦低減効果を発現するものとしてよく知られている第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムとをそれぞれ１００ｍｇ／Ｌ、６０ｍｇ／Ｌ（合計で１６０ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物を添加した熱搬送媒体（陰イオン性高分子を含まないもの）を調製した。評価実験においては、実施例１及び２と同様に、この比較例１の熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速に調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この比較例１の評価実験の結果は、図３に白丸で示す通りであった。
【００４０】
比較例２として、水道水に摩擦低減効果を発現するものとしてよく知られている第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライドとサリチル酸ナトリウムとをそれぞれ５００ｍｇ／Ｌ、３００ｍｇ／Ｌ（合計で８００ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物を添加した熱搬送媒体（陰イオン性高分子を含まないもの）を調製した。評価実験においては、実施例１及び実施例２と同様に、この比較例２の熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速に調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この比較例２の評価実験の結果は、図３に白四角で示す通りであった。
【００４１】
図３のから明らかなように、実施例１及び２では、各流速（流速が１，０〜２．５ｍ／ｓの範囲）において７０〜８０％の圧損低減率が得られたのに対し、比較例２の第四級アンモニウム塩の濃度が高い条件では、実施例１及び２と同程度の圧損低減効果が発現するが、比較例１の第四級アンモニウム塩の濃度が低い条件（実施例１及び２と同じ程度の濃度の条件）では、圧損低減効果が全く発現しないことが分かった。この結果から、本発明の熱搬送媒体では、水への第四級アンモニウム塩の添加量が少ない条件でも良好な圧損低減効果が発現することが分かった。
【００４２】
次に、水への第四級アンモニウム塩及び陰イオン高分子の添加量と圧損低減率（ＤＲ）との関係を調べた。
【００４３】
実施例３として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（３ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（２ｍｇ／Ｌ）を混合した混合物（合計で５ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４４】
実施例４として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（１２ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（８ｍｇ／Ｌ）とを混合した混合物（合計で２０ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４５】
実施例５として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（３０ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（２０ｍｇ／Ｌ）とを混合した混合物（合計で５０ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４６】
実施例６として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（９０ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（６０ｍｇ／Ｌ）とを混合した混合物（合計で１５０ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４７】
また、実施例７として、水道水に第四級アンモニウム塩としてオレイルビス（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムクロライド（３００ｍｇ／Ｌ）とサリチル酸ナトリウム（２００ｍｇ／Ｌ）とを混合した混合物（合計で５００ｍｇ／Ｌ）を添加し、更に陰イオン性高分子としてポリアクリル酸ナトリウムをそれぞれ１０ｍｇ／Ｌ、２０ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、８０ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌを添加した熱搬送媒体を５種類調製した。
【００４８】
これら実施例３〜７の各５種類について、上述と同様にして評価実験を行い、これらの評価実験においては、熱搬送媒体を１０℃に調整し、所定の流速１．５ｍ／ｓに調整して流動させたときの単位長さ当たりの圧損低減率（ＤＲ）を上記（１）式を用いて求めた。この実施例３〜７の評価結果は、表１に示す通りであり、この表１の内容をグラフに示すと図４に示す通りであった。
【００４９】
【表１】
表１及び図４から明らかなように、第四級アンモニウム塩の添加量が少なくても陰イオン性高分子の添加量を多くすれば７０〜８０％の圧損低減率が得られ、また陰イオン性高分子の添加量が少なくても第四級アンモニウム塩の添加量を多くすれば同様に７０〜８０％の圧損低減率が得られることが分かった。このようなことから、第四級アンモニウム塩の添加濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲で、陰イオン性高分子の添加濃度が３〜１００ｍｇ／Ｌの範囲であると、所望の摩擦低減効果が発現されることが確認できた。
【符号の説明】
【００５０】
２ 熱供給側システム
４ 熱需要側システム
１０ 循環ポンプ
１２ 媒体タンク
１６ 循環流路
２０ 測定部位
２２ 微差圧計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱供給側システムと熱需要側システムとの間を循環して熱を搬送する熱搬送媒体であって、第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子を含む水溶液からなることを特徴とする熱搬送媒体。
【請求項２】
前記第四級アンモニウム塩の濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌであり、前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１に記載の熱搬送媒体。
【請求項３】
前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項２に記載の熱搬送媒体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の熱搬送媒体を用いることを特徴とする熱搬送システム。
【請求項１】
熱供給側システムと熱需要側システムとの間を循環して熱を搬送する熱搬送媒体であって、第四級アンモニウム塩及び陰イオン性高分子を含む水溶液からなることを特徴とする熱搬送媒体。
【請求項２】
前記第四級アンモニウム塩の濃度が１０〜１００ｍｇ／Ｌであり、前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１に記載の熱搬送媒体。
【請求項３】
前記陰イオン性高分子の濃度が３〜１００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項２に記載の熱搬送媒体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の熱搬送媒体を用いることを特徴とする熱搬送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２０１７１３（Ｐ２０１２−２０１７１３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５１２２（Ｐ２０１１−６５１２２）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
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