English熱交換器の役割とは？仕組みや利用用途・種類についてご紹介
「熱交換器」を知っていますか？
あまり聞き馴染みはないかもしれませんが、私達の生活には欠かせません。
本記事では、熱交換器とは何か、仕組みや利用用途・種類などについて紹介していきます。
熱交換器に興味がある方、くわしく知りたい方必見です。
熱交換器の役割とは？
熱交換器は、「温かい」から「冷たい」へ熱を移すものです。
熱を移す際には、液体や気体、個体などが使用され、これらには「温かい」ものから「冷たい」ものへ温度が移動する性質があり、その性質を利用します。
温度を移動する性質を利用すれば、「温かい」ものを冷たく、「冷たい」ものを暖かくできるため、エアコンや車など私達の生活に欠かせません。
熱交換器の基本的な仕組み
熱交換器の仕組みは私達の生活の中にも存在しています。
例えば、温かい飲み物に入れる氷です。
グラスに入った温かい飲み物に冷たい氷を入れると、飲み物（液体）と氷（個体）の間で熱交換が行われ、グラスの中の飲み物の温度は下がります。
熱交換器はこの、グラスに入った温かい飲み物と氷と同じです。
実際の熱交換器であれば、チューブや鉄板の金属に「温かい」または「冷たい」液体や気体、個体を流し熱交換を行います。
熱交換器の利用用途5つ
それでは、実際に熱交換器はどのように活用されているのかを5つ紹介していきます。
どの利用用途も、あまり外からは見えませんが、私達の生活を支えてくれています。
最も使われている加熱
熱交換器で最も多い使われ方が、加熱です。
私達の生活では、洗濯機についている乾燥機能やオイルヒーター、給湯器が代表的なものになります。
熱交換器の姿を見たいのであれば、オイルヒーターが一番わかりやすいでしょう。
オイルヒーターはチューブやパネルの中に温かいオイルを流し、まわりの空気を温めています。
夏に必須のエアコンや冷蔵庫での冷却
夏に必須のエアコンや食品を冷やしてくれる冷蔵庫の冷却にも熱交換器は存在しています。
また、パソコンなどに搭載されている半導体が熱暴走しないためにも熱交換器で冷やしていきます。
私達の日常生活ではなく、工場などの産業現場でも熱交換を使った冷却は存在しており、1度単位の温度管理が可能です。
冷凍食品の生産や冷凍
0度以下でも凍結しないものをパイプや鉄板にの中に流せば、食品などを冷凍できるほど、温度を下げるのも可能です。
最近は冷凍食品の品質が上がり、冷凍食品でも美味しい商品が多いです。
これには、熱交換器の性能向上も関係しています。
冷凍食品を生産工場や倉庫には0度以下でも凍結しないものを使った熱交換器を使用しています。
スチームサウナの蒸気発生器での蒸発
最近ブームとなっているサウナにも熱交換器は活用されています。
サウナに活用されているスチームは水を沸騰させ蒸気を発生、温度を上げています。
また、調理などに欠かせないガスですが、日本に届く際は液体です。
液体ガスを私達がよく知っているような気体のガスに変化させる際に使用されます。
除湿器に使われる凝縮
先程紹介した、液体ガスを気体ガスへ変化させることとは逆に、気体を液体に変えるのも可能です。
私達の生活で活躍しているのは、夏に使われる除湿器です。
空気を冷却すると、空気中に含まれた水分がタンクに溜まります。
冷たいグラスに付着する結露の原理と同じです。
熱交換器の種類4つ
私達の生活のさまざまな場所に存在している熱交換器には、主に4つの種類があります。
それぞれの種類について紹介していきます。
代表的なシェル＆チェーブ型
多管式熱交換器とも言われるシェル＆チェーブ型が最も代表的なものになっています。
構造もシンプルであり、幅広く使用できます。
太い円柱の胴体（シェル）に細い円管（チューブ）を囲むように配置されているのが基本構造です。
熱交換を行うための流れは並行になるため、高温と低温の温度差は大きくする必要があります。
軽量でコンパクトなプレート型
プレート型は、複数のプレートを使用して熱交換を行います。
枚数を増やせば、熱交換の機能を上げられます。
また、枚数や大きさを変えることで、軽量化やコンパクト化も可能です。
このカスタマイズ性の高さから、家庭ではなく工業向けに使われる場合が多いです。
エアコンに使われているフィンチューブ式
チューブの伝熱管にフィンを付けた熱交換器です。
フィンチューブ式は伝熱管の内と外の熱交換を目的にする場合が多いです。
フィンチューブ式の場合は気体と液体を利用します。
私達の生活であれば、エアコンを活用しています。
高機能なスパイラル式
伝熱板2枚をスパイラル状に巻き取ったもので、細長い2つの流路断面が特徴です。
液体間で熱交換を行う1型と液体や冷却ガスで熱交換を行う2型の2種類に分かれています。
汚れがつきにくい、コンパクトなどの特徴があり、高い機能性を誇ります。
まとめ
いかがでしたか？
本記事では熱交換器の役割とは、仕組みや利用用途、種類について紹介しました。
あまり目にする機会はありませんが、実際は私達の生活には欠かせないほど重要なものです。
ぜひ、日々の生活に取り入れられているかを探してみましょう。
