給湯循環ポンプの循環水量計算

保温配管の単位長さあたり放熱量は2π×熱伝導率×温度差÷ln(保温外径÷管外径)で求めます。既定値の25A(外径34mm)に保温20mmでは外径74mmとなり、2π×0.040×(60−20)÷ln(74÷34)＝12.9W/m。延長120mで放熱量は1,551Wです。必要循環水量は放熱量÷(水の比熱4,186×許容温度差5)×60＝4.45L/min、25Aの内径27.6mmでの流速は0.12m/s、摩擦損失は継手を含む相当長を2倍として1.97kPa。機器抵抗20kPaを加えた必要揚程は2.24mになります。

保温厚による放熱量の違い(25A・温度差40℃)

循環配管の設計の目安

※参考計算です。材料の仕様・現場条件・適用される規準によって値は変わるため、製品資料と最新の規準で確認してください。

給湯循環ポンプの循環水量計算の詳しい解説

給湯の循環ポンプが必要になるのは、蛇口を開けるまでの待ち時間を減らすためです。配管内の湯は使われていない間も周囲へ熱を逃がし続けるため、放置すれば数十分で常温近くまで下がります。循環水量は、この放熱で失われる熱量を許容できる温度降下の範囲に収めるために必要な流量として決まります。放熱量が大きいほど、また許容する温度降下が小さいほど、必要な流量は増えます。

判断が分かれるのは許容温度差の設定です。差を小さくすれば末端の湯温が高く保たれますが、循環水量が増えて配管とポンプが大きくなり、放熱そのものも増えます。差を大きくすれば設備は小さくなる一方、末端で設定温度に届かず、湯待ち時間が伸びます。実務では5℃から10℃の範囲で、給湯栓の位置と使用のパターンを見ながら決めるのが一般的です。

見落とされやすいのは保温の効き方です。放熱量は保温厚に反比例するのではなく対数で効くため、保温なしから10mmにする効果は大きく、20mmから30mmに増やす効果は限られます。既定値の条件では保温20mmを30mmにしても放熱の減少は2割程度で、材料費と納まりを考えると割に合わないことがあります。一方で保温が途切れる継手やバルブ、支持金物の部分からの放熱は無視できず、全長の1割前後を占めることもあります。

条件による違いも重要です。給湯温度を下げると放熱は減りますが、レジオネラ属菌の増殖を抑える観点から貯湯温度と末端温度には管理の考え方が定められており、単純に下げることはできません。摩擦損失は流速の2乗で効くため、循環管を細くしすぎると揚程が急に増えます。逆に太くすると流速が落ちて空気が抜けにくくなります。実際のポンプ選定では、熱源機や貯湯槽、逆止弁の抵抗を加えた全体の抵抗で確認してください。

運用面では循環経路の分岐にも注意が要ります。複数の系統に分かれる建物では、抵抗の小さい経路にばかり湯が流れ、遠い系統の温度が下がる偏流が起きます。各系統に定流量弁や絞り弁を設けて配分を調整するのが一般的で、これを省くと全体の流量を増やしても末端の温度は上がりません。またポンプの吸込側に十分な圧力がないとキャビテーションが生じ、騒音と羽根車の損傷につながります。膨張タンクの位置と補給水の圧力を含めて、系統全体で確認してください。

業界・現場での使い方

よくある間違い・注意点

• 放熱量を配管の長さだけで概算する — 保温厚と周囲温度で数倍変わるため、条件を含めた計算が必要です。
• 許容温度差を大きく取りすぎる — 末端で設定温度に届かず、湯待ち時間が伸びて使用感が悪化します。
• 継手やバルブの放熱を無視する — 保温が途切れる部分からの放熱は全体の1割前後を占めることがあります。
• 循環管を細くして揚程を見誤る — 摩擦損失は流速の2乗で効くため、1サイズ細いだけで大きく増えます。
• 衛生上の温度管理を考えずに給湯温度を下げる — 貯湯温度と末端温度には管理の考え方が定められており、省エネだけで決められません。

関連する規格・公的資料

• 国土交通省 — 公共建築工事標準仕様書・建築設備
• 経済産業省 — 産業技術・省エネルギー
• 厚生労働省 — 建築物衛生・労働安全衛生
• 日本産業標準調査会 (JISC) — JIS規格
• 空気調和・衛生工学会 — 給排水衛生設備規準
• 日本建築学会 — 建築工事標準仕様書
• 日本塗料工業会 — 塗料の規格と安全
• 日本水道協会 — 水道用資機材規格
• 建築設備技術者協会 — 建築設備の技術指針
• 日本塗装工業会 — 塗装施工の技術資料

※本ツールは公的基準に基づく参考計算です。医療・法務・税務の判断は最新の告示・規格および専門家の判断に従ってください。

よくある質問（FAQ）

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