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効果的に熱交換器を使う方法について

熱交換器の性能は伝熱面積と総括伝熱係数、対数平均温度差の影響を受けており交換熱量が大きいほど能力が高くなります。伝熱面積とは冷却水を通す管束などの部材の表面積のことで、この面積を広げて交換熱量を上げるには熱交換器の管束本数やプレートの枚数を増やします。ただし機器の伝熱面積を広げるとサイズが大きくなってしまうので、十分な広さの設置場所を確保する必要があります。総括伝熱係数は伝熱効率のことで機器全体の熱の伝わりやすさを表しており、熱交換器の素材や状態によって熱の伝わり方が変化します。

伝熱効率を上げるためには熱伝導率が高い材質を使った熱交換器を選び、壁面を薄くしたり伝熱面の汚れを除去することが大切です。また伝熱面に凹凸を作ったり流量を大きくすることでも伝熱効率を高めて交換熱量を増やせます。機器内を流れる高温と低温の流体の温度差について対数平均を取ったものが対数平均温度です。熱交換を行う2つの流体の温度差が大きいほど交換熱量も増えるので、冷却したい場合には媒体の温度を低くすると交換熱量を増やせます。

さらに高温と低温の流体を反対向きに流す向流の状態にすると熱交換量を増やすことができます。熱交換器には様々な種類のものがありますが、高温と低温の流体の温度差を利用して熱交換を行う点は共通しています。チラーの周辺だけでなく空調や冷蔵庫などに使用されており種類が多いので、設置環境やメンテナンス性などを考慮して選んでください。どの種類のものを選んだ場合にも、性能を最大限に発揮させるためには交換熱量を上げることが大切です。

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