熱交換の考え方・熱交換機の選定

質問

チラーユニットを設計しようとしています。
一次側（制御対象）は30l/minでデフォルト40.0度で流れていますが、プロセスを開始すると
出口で40.5度まで上昇します。出口温度をリファレンスにして40.1度になるようにコントロールしたいのですが、どの様な熱交換器を選定するべきかわかりません。
選定するために、具体的にどの様な数字が必要か？を指摘していただくとともに、選定方法など指南いただけると助かります。
クーリングウオータは24度を使用します。

回答No.2

lumiheart

熱交換器計算
http://www.hisaka-ex.com/simulator/
http://comtecquest.com/Practice/practice30.html
http://www.katsukawa.co.jp/040/010/fmail.cgi
http://energy-kanrishi.com/heat-ex/

＞40.1度になるようにコントロールしたいのですが、
でも、恐らく、不可能に近いんじゃないかな？
https://www.rkcinst.co.jp/techno/01/techno_01.htm
「高精度温度調節計の使用にあたって」

0.1℃精度の制御は可能ではあるが
概ね困難　
保証の限りではない
今日は出来たけれど、明日も出来るとは限らない世界
それも、比較的ラクな部類の電気ヒータ加熱制御での話

そもそも0.1℃精度って何処の温度？
配管の上側と下側で0.5℃くらいの温度差が有っても不思議じゃあないし

回答No.1

ohkawa3

＞一次側（制御対象）は30 L/min、40.5度を40.1度に制御（低下）したいとのことですので
流体が水とすれば、比熱容量が4.2 kJ/(kg・K)、密度が1 kg/Lなので、
熱交換するエネルギーは、（40.5 ℃－40.1 ℃）× 4.2 kJ/(kg・K) × 30 L/min × 1 kg/Lであり、
0.4 K × 4.2 kJ/(kg・K) × 30 L/min × 1 kg/L ＝ 50.4 kJ/min → 0.84 kJ/s ＝ 840 W ということになりますので、
この値よりも余裕のある熱交換能力をもつ熱交換器を選定する必要があると思います。

0.1℃のオーダーで温度制御したいということは、熱交換器の選定だけに留まらず、相当に精密な制御系を採用することが必要と思います。冷却水の流量を加減することで、目的温度（40.1℃）を制御することをお考えでしょうか？ もしそうであれば、相当に難易度が高そうに想像します。

お礼

回答ありがとうございました。
本来ならもう少し具体的な説明で質問をするべきですが、ありがちな質問かもしれませんが、今回は具体的な説明を
していないのは大変心苦しく思っています。

ブラックボックスに定常状態で４０度の水が流れていて、このブラックボックスに何らかの作用がはたらくと、ブラックボックスの出口の温度が４０．５度を超えて、ある時点まで冷却が追いつかなくなります。
出口の温度をReferenceにして入り口の温度を（予測）上げ下げしたいのが本意です。

ありがとうございました。