熱交換器の働きについて

熱交換器とは、簡単には、温度の高い流体から低い流体へ熱を移動させる機器のことを指します。


ここでは、液体や気体などの流体を用いて効率的に熱エネルギーを交換することで加熱や冷却が行われ、種類としては、主なものとして、金属板を利用したプレート式、伝熱管を利用したシェル&チューブ式、伝熱管と伝熱板を利用して伝熱面積を増やした方式となるフィンチューブ式の3つがあります。熱交換器は多くの場所で使用されており、例えば、一般用ではエアコン、冷蔵庫、自動車のラジエーターなどがあります。

また、産業用としてもボイラーを始めとして、食品や化学薬品製造における冷却工程、加熱工程、冷蔵、半導体製造工程の縦型拡散炉等、液晶パネル製造工程における各種プロセスガスやキャリアーガス加熱、チャンバ乾燥用高温ガス冷却、自動車製造工程での空調用に利用されており、生活・産業ともになくてはならない存在となっています。
一般の人が身近に感じられるものとしては住宅用エアコンがあり、ここでは室内機と屋外機それぞれに設けられています。エアコンは冷媒物質が屋内と屋外を移動することで冷房をしており、熱交換器で熱を乗せたり下したりすることで効果を得ています。

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原理としては、まず、室内機の熱交換器で部屋の暑い空気の熱だけが冷媒に乗り、ここで冷たい空気が吐き出され、熱を乗せた冷媒はパイプを通って、今度は屋外機の熱交換器で熱を下すことになります。



冷媒はまた部屋に戻っていくことになり、パイプの中を常に巡回することで、熱が多いところから少ないところに移動する性質を利用して冷房が行われます。