STEAM INSULATION
蒸気配管放熱損失・保温効果計算
蒸気配管の外径、温度、保温材条件から、放熱損失、蒸気ロス、年間損失額を概算します。既知の放熱量W/mから年間損失を見積もることもできます。
保温効果と蒸気ロスの一次評価用です。飽和蒸気では対象区間の絶対圧から飽和温度を確認し、過熱蒸気では実測または信頼できる温度条件を使います。バルブ・フランジ、サポート部、外装損傷、風速、雨水、施工状態は別途確認してください。保温仕様や安全判断を保証する計算ではありません。
結果の読み方と入力の注意
- W/mは配管1mあたりの放熱損失です。区間全体の放熱量は配管長さを掛けて概算します。
- 蒸気ロスと年間損失額は、入力した蒸発潜熱、年間運転時間、蒸気単価による一次評価です。
- 配管外径と呼び径、保温材の片側厚さと外径を混同しないでください。
- 配管温度は、保温材の内側に近い配管表面温度の目安です。飽和蒸気なら対象区間の絶対圧に対応する飽和温度を初期値の目安にし、過熱蒸気では実測温度または別途確認した温度を使います。
- 周囲温度は配管の周囲空気の代表温度です。屋外、風の当たる場所、機器室、天井付近などで条件が異なるため、対象区間の実態に近い値を使います。
- 外表面熱伝達率は風速や設置環境の影響を受けます。保温材だけでなく、外装・風・雨・放射などの条件が変わる区間は、同じ値で一括評価しないでください。
- バルブ、フランジ、支持部、裸配管、保温欠損部は別途確認してください。
使用式と計算例
q = (T_pipe - T_ambient) / (R_cond + R_ext)、annual_cost = steam_loss x operating_hours x steam_unit_costとして概算します。
外径60.5mm、長さ100m、配管温度180℃、周囲温度25℃、保温材厚さ50mm、年間8000h、蒸気単価3円/kgの場合、放熱損失は約46.9W/m、年間損失額は約18.4万円/年です。
FAQ
この計算で保温材の最適厚さを決められますか？
いいえ。施工費、表面温度、安全基準、保守性、経済性を含めて別途検討してください。
裸配管の放熱も計算できますか？
保温材厚さを0にすると、外表面熱伝達率だけを使った裸配管相当の概算として扱います。
投資回収年数まで計算できますか？
削減見込み額までを概算します。施工費が分かる場合は、投資回収・CO2削減量計算で確認してください。
配管温度には蒸気温度をそのまま入れてよいですか？
飽和蒸気では、対象区間の絶対圧に対応する飽和温度を一次評価の目安にできます。ただし、この入力は保温内側に近い配管表面温度を代表させる前提です。過熱蒸気、減圧弁後、長い配管、温度低下が大きい区間では、蒸気温度または配管表面温度を実測・詳細確認して使ってください。
周囲温度はどこで測ればよいですか？
対象配管の近傍で、保温外表面ではなく周囲空気の代表温度を使います。屋外配管では日射、風、雨、季節差が影響し、機器室では上部ほど温度が高いことがあります。条件が大きく異なる区間は分けて計算すると、優先順位を判断しやすくなります。
保温材の厚さだけを増やせば放熱損失は必ず同じ割合で下がりますか？
必ずしも同じ割合にはなりません。配管外径、保温材の熱伝導率、外表面の熱伝達条件、周囲温度によって効果が変わります。保温材の厚さを比較する際も、外装の状態や風の条件をそろえ、施工性・表面温度・保守性を含めて判断してください。