インタークーラーの放熱量とは？

A . B のインタークーラーについて考えてみます。

A.B 2種類のインタークーラーがあり、Aは冷却重視のインタークーラーとし、Bは圧力損失低減を重視したインタークーラーとします。
変化温度だけで比較するとAのインタークーラーが良い様な気がしますが、Bは圧力損失の低減を重視しているので流量はAの30に対して36の流量があるとすると、AよりBのインタークーラーの方が圧力損失の少ない分、燃焼室への空気流量は多くなります。

放熱量を次式により求めてみます。

放熱量＝定圧比熱 × 密度 × 流量 × 変化温度

※入り口温度は、A,Bともに150と同一温度なので定圧比熱と密度は同じとなるため考慮しません。

　■ A の放熱量　30×120となり　放熱量=3600

　■ B の放熱量　36×100となり　放熱量=3600　

流量を考慮して性能を比較すると、A,Bともに放熱量は同じということになります。

では、燃焼室に100の空気流量が要求された場合、A,Bそれぞれどのくらいのタービン能力が必要になるでしょう？

　■ A タービン能力　50：30=X：100　X=166.6

　■ B タービン能力　50：36=X：100　X=138.8

Aの166.6に対し、Bは138.8の流量能力があるタービンで100の流量が得られることになります。
従って、同じ流量を得ようとした場合、BのインタークーラーはAよりもタービンを小さくできることになります。

インタークーラーは入口温度と出口温度の差が大きいほど性能がいいと判断されがちですが、実は放熱量を求めるときは流量を考慮しなくてはいけません。温度差のみで良い・悪いの判断はできないのです。
温度差が大きくても圧力損失が大きいときは、インタークーラー内部を流れる空気が流れにくく流量が少なくなるため放熱量が大きいとは限りません。最悪タービンの破損やトラブルが発生する原因にもなります。
そのため、冷却効率と圧力損失の両面から判断していくことが大切です。