本文へスキップ

温度管理攻略|冷却・加熱の仕組みとヒートパイプ計算

温度はFactorioにおける熱の蓄積と伝達を制御し、どの機械(ボイラー熱交換器蒸気タービン、Reactors)が何をできるかを決定します。このページは温度の表現方法、流体とヒートパイプによる熱の運搬、実用上の限界、および熱ネットワークを計画するための簡単な式をまとめたものです。

温度の基本とエネルギー含有量

  • 流体の温度は°Cで表されます。ゲームで使われる基準の周囲温度は15°Cです。
  • 蒸気やその他の流体は(温度 − 15°C)に比例した熱エネルギーを蓄えます。
  • 流体単位当たり1°Cあたりのエネルギーは200 J / unit / °Cです。つまり、1 unitの流体を1°C上げると200 Jを蓄えます。
  • 例:1 unitの蒸気を165°Cにすると (165 − 15) × 200 = 30,000 J を蓄えます。25,000-unitのタンクに165°Cの蒸気を満たすと750 MJを保持します。同じ容量のタンクを500°Cにすると2.425 GJを保持します。

機械が使用する蒸気の温度

  • ボイラーで生成される蒸気は165°Cです。
  • 熱交換器(および一部の高温過程)で生成される蒸気は500°Cです。
  • 熱交換器は蒸気を生成するために500°Cに達している必要があります。

ヒートパイプ:蓄熱、スループット、温度降下

  • ヒートパイプは接続されたヒートパイプセグメントに沿って熱エネルギーを運びます。各セグメントはある程度の熱を蓄え、また与えられた出力に対してどれだけの温度降下が起こるかの上限を課します。
  • 入力と出力が一つずつの直線的なヒートパイプ接続において、単一セグメントの温度降下は流れる電力P(PはMW単位)に依存します:
    • セグメント当たりの温度降下 = 1 + (P / 15) °C
  • この式は、ソース温度とシンク温度の間に配置できるヒートパイプの実効的な最大長さを与えます。総降下は利用可能な温度差を超えることはできないからです。
    • 例:熱交換器は蒸気を作るために500°Cである必要があり、発電機から得られる最大ソース温度が1000°Cである場合、最大温度差は500°Cです。P = 40 MWのとき、直線の最大長さ ≈ 500 / (1 + 40/15) ≈ 136 segments
  • ヒートパイプは流体のような別個の流量を持ちません;代わりに上のセグメント当たり温度降下式で熱抵抗をモデル化します。

Reactorsやその他エンティティの特殊な熱伝達挙動

  • 単なる受動的な熱導体(燃料が入っていなくても)として利用される原子炉は、ヒートパイプとは異なる温度降下を課します:
    • Reactorを通過する電力P(MW)に対して、Reactorは温度を1 + (P / 387) °Cだけ下げます。これにより、特に大きなPでは、単一のヒートパイプセグメントよりもReactorは比較的低抵抗の熱リンクになります。
  • 熱交換器や熱発生装置(Reactors、ボイラー、熱を生む生成機器)は最大動作温度を持ちます:
    • 熱交換器は蒸気を生成するために500°Cが必要です。
    • 熱発生器(例:Reactors)は最大1000°Cまで達し得ます。

熱ネットワーク計画:実用的なルール

  • 熱ネットワークを設計する際は、ソース温度と要求されるシンク温度を比較し、利用可能なΔTをセグメント当たりの降下で割って直列に配置できるセグメント数を見積もってください。
    • ヒートパイプについてはセグメント当たりの降下 = 1 + (P / 15) を使います。
    • Reactorブロックを導体として含むネットワークでは、適宜Reactorの降下式を使ってください。
  • 高出力のリンクは短く保つか、複数の並列経路を使って経路あたりのPを下げ、セグメント当たりの温度降下を減らしてください。
  • 熱交換器は入力側で十分高温(≥500°C)の流体を受け取る必要があります。ヒートパイプ/セグメントの降下分を経路設計時に考慮して、蒸気生成に必要な温度余裕を確保してください。

エネルギー勘定と効率

  • 蒸気機関やTurbinesは、蒸気のエネルギー含有量(温度とユニットから計算される)と取り出せる機械エネルギーが等しいという意味で、熱力学的に100%効率でモデル化されています。
  • 流体のパイプやタンクに対する熱損失はありません:パイプやタンク内にある流体はその熱エネルギーを保持します(唯一の損失はヒートパイプを通した温度降下や機械への転送でモデル化されているものだけです)。

参照用の簡易式

  • 流体の蓄熱量:energy (J) = 200 J/unit/°C × units × (T − 15°C)。
  • ヒートパイプセグメントの温度降下:ΔT_segment = 1 + (P (MW) / 15) °C。
  • Reactorを導体として使う場合の降下:ΔT_reactor = 1 + (P (MW) / 387) °C。
  • 最大直線ヒートパイプ長(ΔT_availableが与えられている場合):length_max ≈ ΔT_available / (1 + P/15)。

これらの数値を用いてヒートパイプの敷設長を決め、所持する高温流体がどれだけの蒸気に相当するかを見積もり、熱交換器が≥500°Cを受け取るようにしてください。