熱交換器の初心者向けガイド

熱交換器とは何ですか? 「熱交換器」という用語は、HVAC、プロセス加熱または冷却、またはその他の産業用途に従事している人を除いて、ほとんどの人が意味を持ちません。 ただし、熱交換器についてどのような理解があったとしても、常に真実であることが 1 つあります。

オフィス環境や工業用流体の動作温度を維持することは、快適さと製造の両方にとって不可欠です。

多くの企業では、作業に特定の環境条件が必要です。また、プロセスベースの製造および生産のために流体の温度を維持する必要がある企業もあります。 ここで熱交換器が登場し、環境条件や運用効率を維持するために必要に応じて部屋や処理システムを冷却または加熱する機能が登場します。

熱伝達装置は、加熱と冷却の両方においていくつかの重要な機能を実行できます。 場合によっては、これらのシステムは熱を捕捉して、熱を処理する外気などの他の場所、または効率を高めてコストを節約するために必要な他の用途に熱を導くことができます。 他の熱交換器は、処理に使用される機械や化学物質を安全な動作温度内に保ちます。

建物の運営管理者、プラント管理者、施設管理者にとって、用途に適したシステムを選択するには、ニーズに合わせて利用できるさまざまなタイプの熱交換器を理解することが重要です。 最大限の寿命と効率を確保するために、適切にメンテナンスする方法を理解することも同様に重要です。

熱交換器とは何ですか?

熱交換器は、熱エネルギーをある媒体から別の媒体 (液体、蒸気、または気体) に伝達します。

熱交換器には主に 2 つのタイプがあります。

施設や処理作業における最も一般的なシナリオの 1 つは、加熱または冷却が必要な状況です。 熱交換器は、冷凍、空調、発電所、化学処理システム、製造、廃熱回収装置、および食品加工用途で一般的に使用されます。

熱交換器はどのように機能するのでしょうか?

熱交換器は、均等化原理に基づいて媒体と流体の間で熱を伝達します。 熱伝達は次の場合に発生します。

熱交換器にはどのような種類がありますか?

多くのテクノロジーは材料から熱を除去できます。 ただし、「熱交換器」というと、ほとんどの人は 2 つのカテゴリのいずれかに分類します。

シェルアンドチューブ熱交換器とプレートアンドフレーム熱交換器の違いは何ですか?

シェルアンドチューブ熱交換器を使用すると、円筒シェル内に収容されたチューブ間の熱接触を介して 2 つの作動流体が熱交換できます。 シェルとチューブ内の流体の温度は異なります。 この温度差が温度交換を引き起こします。

シェルアンドチューブ熱交換器の簡単な例には、燃焼物質を含むチューブを介して水を加熱するボイラーなどがあります。 もう 1 つは、冷却された冷媒を使用して水から熱を伝達し、HVAC またはプロセス冷却用途で使用するために水を冷却するチラーを含みます。

一方、プレートアンドフレーム熱交換器は、フレームと圧力プレートの間に組み立てられた一連の波形プレートを使用して、圧力を保持し、熱を伝達します。 熱い流体は交互のチャンバーを通って一方向に流れ、一方、冷たい流体は他の交互のチャンバーを通って流れます。 熱い流体と冷たい流体がこれらのチャンバーを通過するときに熱伝達が発生します。

どちらのタイプも容易に入手できますが、プレートアンドフレーム熱交換器は現在使用されている最も一般的な熱交換器の 1 つであるため、ここではプレートアンドフレーム熱交換器を中心に説明します。

プレートアンドフレーム熱交換器は、低圧から中圧で液体間の交換を行います。 もう 1 つのオプションは、高温高圧でも安全に動作するガスケット不要のプレートアンドフレーム熱交換器です。

プレートアンドフレーム熱交換器は、フレーム上に波形プレートを備えた設計により熱交換を実現し、汚れを防ぎます。 熱い流体が一方のプレートを下に流れ、冷たい流体がもう一方のプレートを上っていくにつれて、流体は熱交換器内を移動します。