鉄鋼製品（塗装済）の急速冷却について

Question

鉄鋼製品（塗装済）の急速冷却についてお聞かせ願えないでしょうか。

厚さ3.2㍉、縦220㍉、横12000㍉、重さ約50㌔の塗装したての大凡50℃〜60℃の鉄鋼製品を、乾燥台で移動させながら約6分で30℃以下にさせたいのですが、私自身はイメージとして、狭い囲いに強烈なクーラーを流し込むしかないようにおもうのですが、
その考え方で問題ないか、
なければ具体的にどのくらいのパワーを必要とするのか、
それ以外に方法があるのか、どうかお教え願えませんでしょうか。

※OKWAVEより補足：「技術の森(材料・素材)」についての質問です。

Answer

補足ありがとうございます。
＞商品そのものの熱を逃がす必要はあるのか？
冷却とは、商品のもっている熱エネルギーを空気（冷風）という媒体を使って商品の外に移動させることですから、当然に熱の逃げるルートを確保することが必要です。
商品に吹き付けられて温度の上がった空気をどのように逃がすかを適切に設計すれば、最小限のパワーで冷却が可能です。空気の流れが不適切だとすると、思うように冷えないと思います。

乾燥台の構造、移動速度、連続処理なのか／バッチ処理なのか、厚さ3.2㍉、縦220㍉、横12000㍉、重さ約50㌔の製品専用とできるか、他の製品と共用する必要があるか、塗料から揮発する有機溶剤の排気をどのように処理するか、工場建屋全体の空調・換気の考え方などなど、考慮が必要な事項は多々ありそうです。

製品が60℃で周囲が40℃ならば、冷却の初期段階は、扇風機で風を当てるだけで冷却できます。40℃に近づいてきたら、冷風を送らないと冷却が進みません。移動しながら冷却するのであれば、後半の部分だけに囲いを設けて冷風を吹き込むような構造も考えられそうです。

エアコンの吸気をどこから得るか、囲いを設けた部分からの排気を、そのまま室内に放出するか、ダクトを設けて屋外に排出するか、エアコンに戻すかなどが効率の良否を決めることになりそうですね。

Answer

コンプレッサーが使えるならですが、エアークーラーが使えそうに思います。
　制御盤の冷却などにも使われていますので、ワークが入る箱さえ作れれば、という感じではないかと。
https://premium.ipros.jp/sanwa-ent/product/detail/2000671654/
https://www.tohin.co.jp/products/energy-saving/air-cooler/

ただ『乾燥台で移動させながら』というあたりはネックですね。

Answer

板状の品物と考えて宜しいでしょうか？
板の両面が周囲の空気に開放していて、空冷できる状態であって、
周囲温度が25℃であれば、計算上は、風を当てなくても10分少々で30℃まで放熱できます。
という訳で、周囲温度25℃が確保できる状況であれば、工業用扇風機程度で風を送る程度で約6分で30℃以下にできそうに思います。
なお、周囲温度が30℃以上あったら、いくら風を当てても30℃以下にはできませんから、クーラーで周囲の空気を冷やす必要があります。

どれだけのパワーが必要かは、囲いの断熱構造・断熱性能・空気の循環のさせ方次第なので、一概に数値で表しにくいですが、放熱量のピークが2400W程度と見積もられるので、COPを4と仮定すれば、消費電力2400W÷4＝600W程度のクーラーで冷やせそうです。囲いの構造をうまく設計すれば、家庭用のクーラーでも足りそうな感触です。

参考URL：
https://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/index2.htm

Answer

気分的には「狭い囲いに強烈なクーラー」が効果ありそうですが、冷却するには
1）全体
2）風量
3）温度
この順番に重要です
冷却したい物体の全体に多量の風を送り冷却したい温度以下の風が望ましい

鉄鋼製品の急速冷却方法とは？