熱交換器

一次流体は通常、ボイラから供給される熱媒体油です。二次流体は多様で、液体と気体があります。通常はU字管とシェルの構造が用いられます。一次流体と二次流体のチューブまたはシェル内での配置、およびその逆は、各事例に応じて異なります。

余裕を持たせて設計された加熱表面、汚れやその他の要因など、最も過酷な条件下でも適切な性能が保証されます。

最先端の計算ツールを活用することで、流量、運転圧力、加熱対象製品の特性（粘度、温度など）に関わらず、ほとんどの産業用加熱プロセスに対応可能です。

場合によっては、加熱表面積を増加させるための波形管を使用、または、高温差による膨張の影響を最小限に抑えるため、膨張補正器の使用が推奨されます。

チューブ内に汚れが付着する可能性のあるプロセスや、定期的な清掃が必要なプロセスにおいて、ダブルヘッド方式を採用しています。この構造では、内側の管状部を前面と背面の両方から容易に完全に隔離することができ、管の内部を化学的および機械的に完全に清掃することが可能です。

熱交換器には多様な種類がありますが、それらを分類する主な3つのタイプは以下の通りです：

• シェル＆チューブ式熱交換器：シェル＆チューブ式熱交換器の構造は、円筒形のシェル内に細い多数の円管が配置されています。管は、チューブ束を使用してシリンダー内に配置されます。チューブ束は、管板が本体に永久的に固定されたもの、または熱条件に応じてチューブ束が膨張・収縮できるようにする浮動式チューブ束から構成されます。チューブ束は、清掃やメンテナンスの際に簡単に取り外すことができます。
• プレート式熱交換器：プレート式熱交換器は、チューブ式熱交換器と同じ原理で動作しますが、チューブの代わりに重ねられた一連のプレートを使用しています。このタイプの熱交換器は、ステンレス鋼でコンパクトに設計されており、冷媒の使用や食品・飲料の加工に最適なソリューションです。
• 空冷式熱交換器：空冷式熱交換器は、冷水の恒久的な供給源が利用できない車両やその他の移動式用途で一般的に使用されています。Thermexは、水冷式冷却器、油冷式冷却器、空冷式冷却器を単一のユニットに統合した複合冷却装置（または複合冷却器）を設計・供給しています。これにより、スペース要件を削減し、効率を向上させます。冷気は、ファンまたは媒体の移動によって生じる気流によって供給されます。

お客様の個別のニーズに最小限に調整した熱交換器を選択するためには、以下の情報が必要です：

• 一次回路の流体の種類、温度、流量（通常は熱流体）
• 一次回路から得たいもの（熱放散または対象物出口温度）
• 二次回路の流体の種類、温度、流量（通常は冷却剤）

これらのデータに基づき、お客様の指示とプロジェクトの要件に応じてパーソナライズされた最初の提案を作成します。

熱交換器に使用する流体の選択は、使用する熱交換器の種類と利用可能な材料に直接依存します。

PIROBLOCが製造する標準的な熱交換器は、油、水、グリコールなど、一般的な流体に適しています。塩素含有塩水、冷媒、酸などの腐食性の強い流体には、熱交換器をステンレス鋼やチタンなどの他の材料で製造する必要があります。

熱交換器の性能と効率を測定するために通常使用される以下の一連のパラメーターがあります：

温度差 – 熱流体と冷媒の間の温度差は、熱交換器を設計する際非常に重要です。冷媒は常に、高温の液体よりも大幅に低い温度で保つ必要があります。冷却液の温度が低くなるほど、熱交換器から熱を効率的に取り出すことができます

流量 – 熱交換器の熱源側（一次側）と熱伝達側（二次側）の両方で、流体の流量は重要な要素です。流量が増加すると、熱交換器の熱伝達能力は向上しますが、同時に質量も増加するため、エネルギーの除去が困難になる可能性があります。また、速度が速まり圧力損失も生じます。

設置 – 通常、熱交換器を最も効率的に設置する方法は、流体を向流配置で流れるようにすることです。つまり、冷媒が左から右に流れる場合、熱流体は右から左に流れます。シェル＆チューブ式熱交換器では、冷媒は最も低い位置の入口から流入する必要があります。これにより、熱交換器が常に水で満たされた状態が保たれます。空冷式熱交換器では、コアの一部が閉塞すると冷却能力が低下するため、冷却器を設置する際には空気の流れを考慮することが重要です。

熱交換器は耐久性に優れた材料で製造されており、可動部品がなく、様々な圧力と温度条件下で動作するので、熱交換器を適切に使用すれば、長期にわたり正常に動作し続けることが可能です。熱交換器の運転寿命を延ばすには、以下の手順を行う必要があります。

設計データが正確であることを確認してください。当社のエンジニアに熱交換器の選定のためにデータを送信する場合、可能な限り正確なデータを提供してください。これにより、熱交換器が熱効率に優れているだけでなく、長期間にわたって正常に動作します。流量が高すぎる場合、摩耗が問題になる可能性があり、圧力が高すぎると漏れが発生する可能性があります。また、流体に異常な化学物質（例えば冷却水中の酸）が含まれている場合は、適合性の確認のため当社までご連絡ください。当社の標準材料がご要望に合わない場合、代替品をご提供いたします。

PIROBLOCのすべての熱交換器は、メンテナンスが容易に行えるように設計されています。端部のカバーと内部のチューブ束を取り外して清掃できます。