熱媒体

熱媒体とは、熱源から使用側へ熱エネルギーを運ぶ物質です。閉回路または開回路内を循環し、装置、製品、またはプロセスに熱を与えたり、逆に熱を吸収したりします。

プロセス工学では、熱媒体は加熱、冷却、または温度調整に使用されます。代表的な熱媒体には、水、温水、蒸気、サーマルオイル、熱媒体油、グリコール水溶液、さらに特殊な用途ではガスなどがあります。選定は、温度範囲、熱流量、圧力レベル、安全要件に応じて行われます。

熱媒体は、二重ジャケット、コイル配管、加熱壁などの伝熱面を介して熱を伝達します。良好な熱伝達を実現するには、適切な流速と、清浄で十分に濡れた表面が必要です。

熱媒体の物理的および化学的特性が安定しているほど、その媒体は適しています。特に高温に長時間さらされる場合、劣化が少なく、高い熱安定性を持つことが重要です。熱分解やクラッキングを起こしやすい媒体は、その特性を失い、運転安全性を低下させます。劣化／クラッキングには単純な閉形式の式はありませんが、重要な目安として次の関係があります。

劣化速度 ~ exp (-E_A / (R * T))

• E_A は分解の活性化エネルギー
• T は温度

また、高温時に必要なシステム圧力が低いほど、熱媒体として有利です。高温でも蒸発したり化学的に変化したりせず、液体状態を維持できる媒体は、より簡単な設備構成を可能にし、安全性も高めます。

熱媒体の適性は、比熱容量、蒸気圧、熱安定性、粘度、および劣化特性によって決まります。