プレート式熱交換器とは？特徴や種類を解説

プレート式熱交換器とは、プレートを使った熱交換器です。熱交換器は、温かい流体から冷たい流体に熱を移動（交換）させる装置で、流体には水や周りの空気が用いられています。一般家庭では使われていないのでは？と思う人も多いかもしれませんが、エアコンやオイルヒーターなどで使われています。また、多くの工場でもたくさんの種類の熱交換器が活躍しており、中でもプレート式熱交換器は、さまざまな場所に設置できる事から多く使われています。
今回は、プレート式熱交換器の特徴や構造、種類や使われている場所などについてお話ししましょう。

プレート式熱交換器とは

プレート式熱交換器は、文字通りプレート（薄い金属板）を多数使った熱交換器です。熱の交換は、高温の流体から低温の流体に移動する事で起こります。それを効率的に使う機械が熱交換器です。熱交換器の種類は数多くあって、使う場所の規模や性能によってどれを用いるかは変わります。例えば、熱交換器はエアコンに使われています。
家庭用のエアコンは、プレート式熱交換器を使っているわけではありませんが、室外機と室内機を使って熱を移動させ、冷媒と呼ばれるガスを用いて熱交換を行っています。プレート式熱交換器は、薄い金属をプレスした板を何枚も重ねて使うのですが、そのプレートの中を流体が行き来する事で熱交換を行っているのです。

プレート式熱交換器の特徴

プレート熱交換器は、薄いプレート（ステンレスやチタン）を用いて、熱を移動させる仕組みになっていて、プレートとプレートの間には隙間があります。そのプレートの1枚おきに高温流体と低温流体が流れるのが特徴です。熱交換器には他にも種類があるのですが、プレート式熱交換器は、コンパクトで軽量という特徴から、小さな設置場所でも使えるという特徴もあります。また、プレートを使っているので、そのプレートの大きさを変える事ができます。伝熱面積を手軽に変える事ができるので（フレームの大きさにもよりますが）、使う場所の広さに合わせて設置が可能です。プレートの枚数を増減する事も可能なので、使いやすいという特長もあります。さらに、プレート式熱交換器は、使われている部品が他の熱交換器に比べて少なく、可動部がない事から、故障が少ないのも特徴の一つです。ただし、プレート部に汚れが付着しやすいというデメリットがあるので、こまめなメンテナンスが必要となります。ですが最近では表面に複雑なプレス加工をする事で、汚れが付着しにくく、お手入れがしやすいタイプも増えてきています。

プレート熱交換器の構造と種類

プレート熱交換器の構造はその種類によって違っています。さまざまな種類があるのですが、ここではその中の主な2種類について解説いたします。

ブレージングプレート式熱交換器

ブレージングプレート式熱交換器は、プレスしたプレートを幾層にも重ね、その間をそれぞれの温度の流体が流れて熱交換を行う仕組みです。銅やニッケルろう材、オールステンレス溶融接合技術などを使用して一体構造となっているのが特徴です。プレートは波板状にプレスされていて、プレートを締め付ける太いボルトや支柱などが使われていないため、軽量設計となりコンパクトな事から設置場所を問わずに使えます。ただし、分解ができない事から、メンテナンスが困難で、洗浄には一定のノウハウが必要なります。

ガスケットタイププレート式熱交換器

ガスケットとは、流体を送るための管などの気密性や液密性を持たせるためのシール材で、プレートの間をそのゴム製のガスケットで仕切っている熱交換器です。プレート同士をボルトで締結している構造なので、分解でき、メンテナンスがしやすいのが特徴でもあります。比較的小型ではありますが、ブレージングプレート式熱交換器に比べると、サイズは大きくなるために、設置場所を選ぶ必要があります。溶接をしている事から、耐久性も高くなっています。そして、プレート式熱交換器には、全面を溶接した物もあり、これはガスケットタイプよりも耐久性がかなり高くなっています。

プレート式熱交換器はどこに使われている？

プレート式熱交換器は、主に工場などで使われています。熱回収や排熱利用といった、工場の中で必要な作業に役立っているのです。また、プレート式熱交換器は低温の熱も利用する事ができるので、熱効率を上げる事も可能なのです。食品工場などでも使用されており、温度調節に一役買っています。さらに、プレート式熱交換器は、小型で軽量という特性を活かし、オフィスビルやホテルなどの冷暖房機器にも使われています。特にホテルでは、部屋ごとの冷暖房システムに取り入れている所も多く、狭いスペースを活かして効率よく熱交換を行っていると言えるでしょう。