放熱量と冷却能力の解説：kW、流量、温度差

液側：流量、比熱、温度差

液体が放出する熱は、質量流量×比熱×温度降下です。水の場合、1 m³/hを1 K冷却するごとにおよそ1.16 kWです。100 m³/hを90 °Cから82 °Cまで冷却すると約930 kWを放出します。グリコール混合液は比熱が低く密度が高く、50 %エチレングリコールでは1 m³/h・Kあたり約1.0 kWとなり、同じ流量と温度で放出する熱は約15 %少なくなります。逆に言えば、同じ熱量には、より大きな温度降下かより多くの流量が必要です。

エンジンのデータシートが3つのうち2つ、すなわち流量と熱量を決めます。温度降下はそこから決まり、ラジエーターは指定の入口温度でそれを実現しなければなりません。

空気側：質量流量と温度上昇

同じ熱が空気にも伝わります。空気の質量流量×比熱×温度上昇です。空気は海面、20 °Cで1 m³/h・Kあたり約0.34 Wを運び、高温や希薄な空気ではそれより少なくなります。空気温度上昇15 Kで930 kWを放出するには、およそ180,000 m³/hが必要です。ラジエーターが大きいのはそのためであり、標高（1,000 mごとに密度が10 %低下）と設計周囲温度によって、ファンが送るべき風量が変わります。

コイル全体：アプローチと初期温度差

コイルは、表面を通して液体から空気へ熱を移し、その推進力は両者の温度差です。それがどれだけ厳しいかを2つの数値が表します。初期温度差（ITD）は液体入口温度から空気入口温度を引いたもので、周囲温度40 °Cで冷却水90 °Cなら50 K、同じ冷却水で周囲温度50 °Cなら40 Kとなり、推進力は5分の1減り、同じ熱量に対して表面積はおよそ5分の1増えます。アプローチは液体出口温度から空気入口温度を引いたもので、小さいほどコイルは大きくなり、ドライクーラーでもゼロにはできません。

所定のコイルでは、能力はITDにほぼ比例します。周囲温度の変化の影響を最も手早く知る方法です。周囲40 °C、冷却水90 °Cで500 kW定格のユニットは、50 °Cでは約400 kWになります。

能力に条件が必要な理由

同じラジエーターでも、ある条件では500 kWのユニット、別の条件では400 kWのユニットです。したがって能力は、液体の入口・出口温度、流量、グリコール濃度、空気入口温度、標高、そして厳密な比較では湿度基準が揃って初めて完全になります。2つの見積は、同じ条件に揃えて初めて比較できます。低い周囲温度での安価な見積は、別の現場向けの見積です。TECSは、これらの条件をすべて、要求能力と計算能力の隣にデータシートへ記載し、エンジンのデータシートを手にした誰でも数値を確認できるようにしています。