対話型シミュレーター
海水淡水化エネルギー回収と比消費電力シミュレーター
海水淡水化の高圧ポンプ圧、回収率、エネルギー回収効率から SEC と濃縮水流量を概算します。
パラメータ入力
一時停止中はスライダーを動かすと結果が即座に更新されます。
SWRO エネルギー回収フロー（ライブ）
海水供給
透過水（淡水）
高圧濃縮水
ERD回収圧
物理モデルと主要式
$$SEC\approx\frac{P}{36\eta_p}\left[1-\eta_{ERD}(1-R)\right]$$
この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。
読み取り方
主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。
感度図では、余裕が急に小さくなる入力の組み合わせを探します。
初期設計では結果の絶対値より、どの入力が余裕を支配するかを重視します。
会話で学ぶ海水淡水化エネルギー回収と比消費電力
🙋海水淡水化エネルギー回収と比消費電力では、まずどこを見ればいいですか？高圧ポンプ圧を動かすと図も数値も同時に変わるので、少し迷います。
🎓最初はSECを見ます。ただし数字だけで判断せず、回収率とSECで前提の形や状態を確認し、ポンプ動力と回収エネルギーで分布や変化の出方を合わせて読みます。主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。
🙋高圧ポンプ圧を大きくするとSECが変わりそうなのは分かります。では、回収率 Rはどのくらい効いていると考えればいいですか？
🎓回収率 Rを少しずつ動かして供給流量の動きを見ると、支配している項が見えてきます。この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。 1点の計算で終わらせず、実際にばらつきそうな範囲を往復させるのが大事です。
🙋圧力とERD効率のSECマップは何を見るための図ですか？普通のグラフだけでも判断できそうに見えます。
🎓圧力とERD効率のSECマップは、危険側に入る境界や、余裕が急に崩れる組み合わせを探すための図です。感度図では、余裕が急に小さくなる入力の組み合わせを探します。 例えば設計案の一次比較とレビュー前の論点整理では、単一点の値より「少し条件がずれたらどうなるか」が効きます。
🙋では、SECが基準内なら、この条件をそのまま採用してよいですか？
🎓ここでは初期検討として扱います。詳細解析に入る前の支配因子と危険側条件の絞り込みや教育・説明用に式、数値、可視化を同じ条件で確認には役立ちますが、最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件で確認してください。初期設計では結果の絶対値より、どの入力が余裕を支配するかを重視します。
実務での使い方
設計案の一次比較とレビュー前の論点整理。
詳細解析に入る前の支配因子と危険側条件の絞り込み。
教育・説明用に式、数値、可視化を同じ条件で確認。
よくある質問
SECと供給流量を先に見ます。次に回収率とSECで前提の状態を確認し、ポンプ動力と回収エネルギーで分布や変化の偏りを読みます。主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。
高圧ポンプ圧を単独で動かしたあと、回収率 Rも同じ幅で動かしてSECの変化量を比べます。圧力とERD効率のSECマップを見ると、どの組み合わせで余裕や性能が急に変わるかを把握できます。
設計案の一次比較とレビュー前の論点整理に使います。単一点の数値ではなく、入力範囲を少し広げてSECの余裕が保てるかを確認すると、詳細解析へ進む前の論点整理に役立ちます。
この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件を確認してください。
使い方ガイド
- 高圧ポンプ圧力を1～10MPa（10～100bar）の範囲で設定します。逆浸透膜(RO膜)の操作圧力に対応させ、一般的な淡水化プラントでは6.5～7.5MPa（65～75bar）を標準値とします
- 回収率を30～50%の範囲で入力します。給水に対する淡水の割合で、高い値ほどエネルギー効率が向上しますが膜汚染リスクが増加します
- エネルギー回収装置(ERD)の効率を60～85%で設定し、ポンプ効率を75～92%で指定するとシミュレーターが比消費電力(SEC)、濃縮水流量、回収削減分を自動計算します
具体的な計算例
淡水流量を100m³/h、高圧ポンプ圧60bar、回収率45%、ERD効率90%、ポンプ効率78%で設定した場合（既定値）を想定します。供給流量は淡水流量/回収率=222.2m³/h、濃縮水流量は122.2m³/hになります。ERDがない場合のSECは P/(36·ηp)=約2.14kWh/m³ですが、効率90%のERDを導入すると約1.08kWh/m³に削減できます。差の約1.06kWh/m³が回収削減分にあたります
実務での注意点
- 圧力7.5MPa以上ではRO膜の寿命が3年程度に短縮されるため、SECの低下よりも膜交換コスト増加に注意が必要です
- 回収率45%を超える場合、濃縮水中のスケーリング塩(CaCO₃、CaSO₄)の過飽和度が上昇し、前処理薬品注入量を20～30%増加させる必要があります
- ERD効率は初期値80%から運転1000時間ごとに0.5～1%低下するため、3年ごとの精密検査と部品交換を予定してください
- ポンプ効率が85%以下の場合、高粘度油(ISO VG46)の使用とベアリング冷却水の温度管理(25℃以下)で効率維持を図ります