熱交換器は、ある場所から別の場所へ熱を移動させるために設計された装置です。その機能は、熱水や蒸気などの液体から熱を抽出し、それを冷水や空気などの別の液体に導くことです。熱をある流体から別の流体へ移動するこのプロセスは、熱伝達と呼ばれます。熱交換器は、工場、発電所、さらには家庭など、多くの場所で使用されているため、非常に重要になります。では、これらのシステムで熱をどのように管理するのでしょうか。
熱交換器の動作メカニズムを明確に理解するために、熱伝達の仕組みについていくつか説明します。熱は、熱い物体から冷たい物体に流れるエネルギーの一種です。たとえば、熱いストーブに触れると、ストーブから手に熱が伝わり、暖かく感じます。これが、熱い表面に注意すべき理由です。熱の移動には、伝導、対流、放射の 3 つのメカニズムがあります。
対流は、空気や水などの流体が移動して熱が奪われるときに発生します。これは、熱交換器などのさまざまなタイプのデバイスの場合、非常に重要な熱伝達メカニズムです。たとえば、熱水が熱交換器を通過し、対流によって、同じく熱交換器を流れる冷水とともに熱が放出されます。
これは放射と呼ばれる熱伝達プロセスで、物体間の直接接触なしに発生します。例として、地球が太陽によってどのように加熱されるかを簡単に考えてみましょう。これは太陽の熱が宇宙空間を移動するためですが、真空中には分子が存在しないため、私たちに触れることなく地球を温めます。
熱交換器は、エネルギーを節約できるという点で素晴らしいものです。熱交換器は熱い液体から熱を抽出し、それを冷たい液体に流し込むため、エネルギーを一切失いません。プロセスオーブンでは、熱交換器の使用は非常に明白で広く使用されていますが、熱交換器を使用すると、約 25 ～ 35% のエネルギーを節約できます。たとえば、同じプラント内の複数のステップ/レベルを通過する水を加熱する工場では、最初のステップが熱いので、代わりに XNUMX 番目のレベルが冷たいので、ヒーターの負荷をもう XNUMX つ回避できます。この方法では、熱エネルギーが無駄にならず、毎月の請求額を大幅に節約できます。
2 つの液体の温度差は、熱伝達において重要な役割を果たします。温度差が大きいほど、伝達される熱量が多くなります。そのため、適切な温度差を考慮して熱交換器を設計することが重要です。これは、熱交換器が効果的に機能することを保証する上で、エンジニアにとって重要な考慮事項です。
特に興味深い設計は、マイクロチャネル熱交換器です。これらの熱交換器のもう 1 つの特徴は、幅がわずか数ミリの小さなチャネルのように見えることです。これらの小さなチャネルは、面積と体積の比率が高いため、非常に小さな容積で優れた熱性能を発揮できます。そのため、このタイプの熱交換器には最適です。
SHUANG-JUNは主に精密エアコン、移動式エアコン、除湿機、冷蔵設備、業務用コールドチェーン設備に従事しています。当社では、3D設計や熱伝達シミュレーションなどの技術を駆使し、お客様の装置設計・マッチングを高効率にサポートいたします。
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