熱交換器の種類と特徴

熱交換器は異なる温度の流体間で熱エネルギーのみを移動させるための装置で、いくつかの種類があります。装置の構造は、プレート式・シェル&チューブ式・フィンチューブ式、の3つの種類が存在します。プレート式の熱交換器は、内部を流れる2種類の流体(液体)の回路が金属製のプレートで隔離された構造になっています。効率良く熱を伝えるために、流体を隔離するプレートの表面には凹凸にプレスされていることが多いようです。

このタイプは構造が単純で、流体の目詰まりを起こしにくいのでメンテナンスが簡単です。ただし伝熱版の面積が限られるので、他のタイプと比べて効率面で劣ります。シェル&チューブ式とは、大きなシェル(筒)の中に複数の細い伝熱管のパイプが入った構造で、二重構造の外側と内側に別の流体が流れて熱交換が行われます。内側の筒に高温の流体を流し、外側のシェルに低温の流体(気体など)を通す方法が一般的です。

内側のパイプを細くすることで熱が伝わる部分の面積を大きくすることができるので、熱交換の効率を高めることができます。ただし内側のパイプを細くすると目詰まりを起こす恐れがあり、メンテナンス性が悪くなってしまいます。フィンチューブ式は伝熱管に放熱用のフィンを取り付けることで熱を伝わる部分の面積を大きくしたもので、放熱用のフィンに気体を当てて熱交換をします。フィンチューブ式の熱交換器はエアコンに多く用いられていて、冷媒から部屋の空気に効率的に熱を伝える目的で使用されています。

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