発電機の防音ボックス施工における熱対策について

Question

小型空冷ディーゼル発電機（容量3.0kVA）の防音対策を施すことになりました。この場合、熱対策はどのように施すのでしょうか。

総発熱量はメーカに確認した所、MAX17000kcal/hということでしたが、換気または排熱用の電動ファン等が必要になるのでしょうか。その場合、電動ファンの選定に必要な計算手法等が有りましたらご教授下さい。

またディーゼルエンジン本体の必要空気量や冷却用ファン風量等の数値も考慮すべきでしょうか。それとも発熱量だけ考慮すればいいのでしょうか。よろしくお願い致します。

Accepted Answer

ざっと計算します。
発電機容量　3.0ｋVA
力率0.8、発電機効率0.9と仮定して
エンジン所要出力　3/0.8/0.9＝4.17kW
エンジンの燃料発熱量はエンジンの効率を0.3程度と
すると4/0.3＝約14ｋWで機械損失はその3割とすると
4.2kWとなります。発電機の発熱量は効率が0.9とすると約0.3kWとなり合計4.5kWの放熱を換気しなければなりません。

発電装置による防音室内の温度上昇を10℃に制限するとQt＝V×ρ×Cp×ΔT（V：換気量、ρ:空気密度、Cp:低圧比熱、ΔT:温度差)で計算すると
22m3/毎分となります。
ファンの選定は防音室の大きさ(換気流路形状による圧力損失)によりますが、一般的な換気扇を用いると25cm
程度になります。
温度上昇をどれだけ許容できるかでこの換気量は大きく変動しますが、一般的な発電装置の場合1020℃となっているようです。詳細はメーカーに問い合わせてください。
この計算は排気を外部に配管で排出した場合です。

またエンジンの燃焼のための空気は以上の計算に追加して検討する必要があります。
計算は出力と燃料消費率、空気過剰率から計算できます(データはメーカーに聞いてください)。

最後に換気扇を設けると換気扇から騒音が漏れますので換気扇の外部に消音機を設ける必要があります。
あと、換気扇の設置位置ですが、エンジンの吸気の関係から吸い込み側(防音室内が正圧になるように)設置する必要があります。

Answer

#3のお礼に回答いたします。
エンジン吸気については、吸気の圧力損失と吸気音さえクリアできれば問題ないと思います。
但し、吸気音はエアクリーナ形状によって、メカノイズかそれ以上の音量がありますので、注意が必要かと思います。

Answer

＞この点につきまして、ご意見を頂けませんでしょうか？

メーカに検討依頼されているのでしたら，結果を待つことにしてはいかがでしょうか。

次は参考URLです。
http://mori.nc-net.or.jp/fQA.php?qid=6966
http://mori.nc-net.or.jp/fQA.php?qid=7081

Answer

発電機から外側に向かって『発電機→吸音材→隔壁→大気』になると思います。

放熱を考えると，吸音材は熱遮断効果が高く，隔壁は放熱が良くなります。そこで，熱伝導及び熱伝達の考え方を参考に，２段階で検討されてはいかがでしょうか。

１．	換気または強制対流を考慮しないで，放熱だけで検討
　発電機外表面から，どのように隔壁へ効率的に伝熱させるかがポイントになります。例えば，発電機外表面と隔壁とを，部分的に直接金属などでつないで熱の逃げ道ができれば，放熱量を数十倍から百数十倍高めることができます。

２．	１．の結果，発電機が過熱する場合の検討
　発電機が小型ですが，直射日光，無風状態などを考慮すれば，換気の必要があると思います。その場合でも，直径１０ｍｍ程度の単純なファンで換気すれば十分だと思います。

余談になりますが，ご自分で検討すると同時に，発電機メーカへも検討を依頼できれば，より確実で間違いのない対策方法が見つかるかもしれません。

発電機の防音ボックス施工での熱対策とは？