English熱交換器に使われるフィンチューブ2種類！特徴と用途をそれぞれ解説
「熱交換器といわれても、どのような機械なのかよくわからない」そう思われている方も多いのではないでしょうか。
製造現場では、熱交換器がよく使用されます。
しかし、実は我々の日常生活でも熱交換器は使われているのです。
家庭でもよく使われるエアコンは、熱交換器です。
エアコンには、熱交換器の中でも「フィンチューブ」と呼ばれる種類の熱交換器が使用されています。
本記事では、フィンチューブ式熱交換器について解説します。
2種類あるフィンチューブ式熱交換器それぞれの仕組みや特徴・用途からメンテナンスまでを解説するので、ぜひご覧ください。
熱交換器の主な種類と用途を解説
熱交換器にはさまざまな種類があり、それぞれ用途も異なります。
そこで、各熱交換器の種類と用途・仕組みについて、以下の表にまとめました。
| 熱交換器の種類 | 用途 | 仕組み |
| 多管式熱交換器
（シェル・チューブ型） |
液体の熱交換 | 太い筒の中に複数の管を通し、筒と管両方に液体を流して熱交換をする |
| プレート式熱交換器 | 気体の熱交換
液体の熱交換 |
複雑にプレスした伝熱板の金属プレートに流体を流し、熱交換をする |
| フィンチューブ式熱交換器 | 気体と液体の熱交換 | フィンを装着した伝熱管内に液体を流し、伝熱管外の気体と熱交換をする |
熱交換器にはいろいろな種類がありますが、使用する場合は、熱交換したいものが液体なのか気体なのかによって変わってきます。
フィンチューブ式熱交換器の仕組みと原理・構造
フィンチューブ式熱交換器はエアコンにも採用されており、我々の身近に存在します。
そのようなフィンチューブ式熱交換器について、仕組みと原理・構造をそれぞれ詳しく解説します。
仕組み
フィンチューブ式の「フィン」は、突起の形状で構成されている羽です。
フィンでは熱が高いほうから低いほうに移動する性質を利用しており、突起によって表面積が広がり気体に接する面が多くなる仕組みです。
チューブ内の発熱体は、フィンによって気体と接する面積が大きくなり、効率的に熱交換ができます。
原理
フィンの原理は、熱力学第二法則に基づいています。
熱は必ず高いほうから低いほうに移動するからです。
低いほうから高いほうに移動するような、逆の現象は起こりません。
そのため、発熱体が高温であれば、フィンに熱が移動します。
発熱体が冷たい場合には、フィンから熱が移動します。
フィン自体に動力はなく、放熱するための動力源は不要です。
そのため、自然の原理を利用してコストが抑えられます。
構造
構造は、チューブ内に液体を流し、チューブ外側にあるフィンに気体を当てて熱交換をします。
フィンチューブ式では、突起によって面積が広がったフィンを装着し、気体との接触面積を大きくして伝熱効率を上げる構造です。
一方で多管式熱交換器は、チューブの本数を増やし気体と接する面積を広くします。
多管式ではチューブの数が多いので気体が通過する経路が複数であり、圧力損失が大きくなります。
フィンチューブ式では、気体が通過する経路が多管式より少なくできるので、圧力損失が少なくて済むのがメリットです。
フィンチューブ式熱交換器は2種類ある！特徴や用途を紹介
フィンチューブ式熱交換器には、大きく分けて以下のように2つの種類があります。
1. プレートフィン式熱交換器
2. エロフィン式熱交換器
それぞれの違いを詳しく解説します。
1.プレートフィン式熱交換器
プレート型のフィンをチューブに圧入したものを、プレートフィン式熱交換器といいます。
プレート型のフィンを使用するため、伝熱面積を大きく確保できるのが特徴です。
家庭で使われているエアコンも、プレートフィン式熱交換器です。
風量が確保できる場合に適していて、コンパクトな設計が可能となっています。
つぎに紹介するエロフィン式熱交換器よりも、空気抵抗が少なく、ブロック状なので振動に対して強く耐久性があります。
2.エロフィン式熱交換器
チューブの外側に、フィンをらせん状に巻き付けて加工した仕組みのものをエロフィン式熱交換器といいます。
エロフィン式熱交換器は、高いテンションでチューブにフィンを巻き付けているので、密着度があり少ない伝熱面積で済みます。
また、ブロック状になっているプレートフィン式熱交換器と比べると、チューブを単独で取り出せるので修理が容易にできるのがメリットです。
風量が少ない場合に適しています。
熱交換器の種類で迷ったらAMU冷熱にご相談ください
熱交換器には、それぞれ特徴や適した用途があります。
フィンチューブ式熱交換器の場合も、プレートフィン式・エロフィン式、どちらが適しているかはそれぞれの状況によって変わります。
価格やメンテナンス頻度などを考慮しながら、導入する必要があるからです。
価格やメンテナンス頻度も含めて、導入すべき熱交換器をどれにするか迷っているなら、冷却水循環装置の製造販売をしているAMU冷熱にご相談ください。
それぞれのケースにあった、最適な熱交換器の提案をさせてもらいます。
まとめ
本記事では、フィンチューブ式の熱交換器について解説しました。
フィンチューブ式熱交換器は大きく分けて2種類あり、それぞれ仕組みや特徴が異なります。
熱交換器は長く使用するものなので、導入コスト以外にもメンテナンスにかかる費用なども考慮しましょう。
用途や環境によって適した熱交換器の種類は変わってくるので、迷ったらぜひお気軽にAMU冷熱にご相談ください。
