【Q&A】2017.6.23

熱交換面積を増やし、冷媒と熱媒の平均温度差を高めることで、熱伝達係数を向上させる。

熱交換器のチューブアレイを清掃し、熱媒体の流量を低減する

1）伝熱面積の拡大 2）伝熱温度差の増加 3）伝熱係数の向上

1) 伝熱面積の拡大；2) 冷温流体間の平均温度差の向上；3) 伝熱係数の向上

1. 伝熱面積の拡大；2. 冷温流体の平均温度差の向上；3. 伝熱係数を向上させる。

熱交換器の伝熱面積が一定の場合、その伝熱性能を向上させる方法は2つある。1つは伝熱係数を高めること、もう1つは平均温度差を大きくすることである。もし伝熱係数と平均温度差が一定であれば、熱交換器の伝熱面積が大きくなるほど、伝達される熱量も多くなる

1. 伝熱係数の向上 2. 熱交換面積の拡大

1. 伝熱係数の向上 2. 熱交換面積の拡大

熱交換面積を増やし、熱交換水量を増大させる

1) 伝熱面積の拡大；2) 冷温流体間の平均温度差の向上；3) 伝熱係数の向上

伝熱面積を増大させ、伝熱温度差を高め、伝熱係数を向上させる

1. 伝熱面積を増大させる；2. 冷温流体間の平均温度差を高める；3. 伝熱係数を高める。

1. 伝熱面積の拡大；2. 冷温流体間の平均温度差の向上；3. 伝熱係数の向上

1）伝熱面積の拡大；2）冷温流体の平均温度差の向上；3）伝熱係数の向上。

1、伝熱面積を増大させる；2、冷媒と熱媒の平均温度差を高める；3、伝熱係数を高める。

1. 熱交換面積を拡大する、2. 冷凍能力を増加させる

熱交換器の伝熱面積が一定の場合、その伝熱性能を向上させる方法は2つある。1つは伝熱係数を高めること、もう1つは平均温度差を大きくすることである。もし伝熱係数と平均温度差が一定であれば、熱交換器の伝熱面積が大きくなるほど、伝達される熱量も多くなる

1、汚れ層の熱抵抗を低減する：熱交換器の汚れ層の熱抵抗を低減する鍵は、板金にスケールが付着するのを防ぐことである。板片のスケール厚さが1 mmの場合、伝熱係数は約10％低下する。したがって、熱交換器の冷温両側の水質を監視し、板にスケールが付着するのを防ぎ、また水中の異物が板に付着するのを防ぐ必要がある。一部の暖房施設では、水の盗難や金属部品の腐食を防ぐために、暖房用媒体に薬剤を添加している。そのため、水質や粘性のある薬剤が原因で不純物が熱交換器のフィンに付着することに注意する必要がある。水中に粘着性の汚れがある場合は、専用のフィルターを使用して処理する必要があります。薬剤を選ぶ際は、粘着性のないものを選ぶべきです。 2、熱伝導率の高い板材を選択する：板材の材質としては、オーステナイト系ステンレス鋼、チタン合金、銅合金などが挙げられる。ステンレス鋼は熱伝導性に優れ、熱伝導率は約14.4 W/(m·K)であり、強度が高く、プレス加工性も良い。酸化しにくく、チタン合金や銅合金よりも価格が安いため、給熱工事で最も多く使用される。しかし、塩化物イオンによる腐食に対する耐性は低い。 3、プレートの厚さの削減：プレートの設計厚さは耐食性とは関係なく、熱交換器の耐圧能力に関連している。板厚を増すことで、熱交換器の耐圧性能が向上する。人字型の板を組み合わせる場合、隣接する板同士が逆向きになり、波形部分が互いに接触することで、密度が高く均一に分布した支持点が形成される。また、板の角部の穴や端部のシール構造も徐々に改善されており、その結果、熱交換器は優れた耐圧性能を持つようになっている。 4、板の表面伝熱係数の向上：板式熱交換器のリブにより、低い流速でも流体が乱流を発生させる（レイノルズ数150の時）ため、高い表面伝熱係数が得られる。表面伝熱係数は、板のリブの幾何学的構造および媒体の流動状態に依存する。板片の波形には、人字型、直線型、球形などがある。長年にわたる研究と実験を通じて、波形断面の形状が三角形である場合（正弦波状の表面では伝熱係数が最も高く、圧力損失も小さく、圧力がかかっても応力の分布が均一になる）、加工が困難な人字型の板はより高い表面伝熱係数を持つことがわかった。また、波形の角度が大きくなるほど、板間の流路内での流体の流速が上昇し、表面伝熱係数も高くなる。

板式熱交換器の性能向上は総合的な経済効果の問題であり、技術的・経済的比較を行った上で決定すべきである。熱交換器では、伝熱効率の向上と抵抗の低減を同時に考慮する必要があり、さらに板の材質やゴム製シールパッドの材質、および取り付け方法を適切に選定することで、装置の安全な運転を確保し、使用寿命を延ばすことができる。 伝熱効率の向上：板式熱交換器は間壁伝熱型の熱交換器であり、冷たい流体と温かい流体が熱交換器の板を通して熱をやり取りします。流体は板と直接接触し、伝熱の仕方は熱伝導と対流伝熱です。板式熱交換器の伝熱効率を向上させる鍵は、伝熱係数と対数平均温度差を高めることです。 熱交換器の伝熱係数を向上させるには、板の冷温両側の表面伝熱係数を同時に高め、汚れ層による熱抵抗を低減し、熱伝導率の高い板を使用して板の厚みを薄くすることで、初めて熱交換器の伝熱係数を効果的に高めることができる。 1、汚れ層の熱抵抗を低減する：熱交換器の汚れ層の熱抵抗を低減する鍵は、板金にスケールが付着するのを防ぐことである。板片のスケール厚さが1 mmの場合、伝熱係数は約10％低下する。したがって、熱交換器の冷温両側の水質を監視し、板にスケールが付着するのを防ぎ、また水中の異物が板に付着するのを防ぐ必要がある。一部の暖房施設では、水の盗難や金属部品の腐食を防ぐために、暖房用媒体に薬剤を添加している。そのため、水質や粘性のある薬剤が原因で不純物が熱交換器のフィンに付着することに注意する必要がある。水中に粘着性の汚れがある場合は、専用のフィルターを使用して処理する必要があります。薬剤を選ぶ際は、粘着性のないものを選ぶべきです。 2、熱伝導率の高い板材を選択する：板材の材質としては、オーステナイト系ステンレス鋼、チタン合金、銅合金などが挙げられる。ステンレス鋼は熱伝導性に優れ、熱伝導率は約14.4 W/(m·K)であり、強度が高く、プレス加工性も良い。酸化しにくく、チタン合金や銅合金よりも価格が安いため、給熱工事で最も多く使用される。しかし、塩化物イオンによる腐食に対する耐性は低い。 3、プレートの厚さの削減：プレートの設計厚さは耐食性とは関係なく、熱交換器の耐圧能力に関連している。板厚を増すことで、熱交換器の耐圧性能が向上する。人字型の板を組み合わせる場合、隣接する板同士が逆向きになり、波形部分が互いに接触することで、密度が高く均一に分布した支持点が形成される。また、板の角部の穴や端部のシール構造も徐々に改善されており、その結果、熱交換器は優れた耐圧性能を持つようになっている。 4、板の表面伝熱係数の向上：板式熱交換器のリブにより、低い流速でも流体が乱流を発生させる（レイノルズ数150の時）ため、高い表面伝熱係数が得られる。表面伝熱係数は、板のリブの幾何学的構造および媒体の流動状態に依存する。板片の波形には、人字型、直線型、球形などがある。長年にわたる研究と実験を通じて、波形断面の形状が三角形である場合（正弦波状の表面では伝熱係数が最も高く、圧力損失も小さく、圧力がかかっても応力の分布が均一になる）、加工が困難な人字型の板はより高い表面伝熱係数を持つことがわかった。また、波形の角度が大きくなるほど、板間の流路内での流体の流速が上昇し、表面伝熱係数も高くなる。

1. 伝熱面積を増大させる；2. 冷温流体間の平均温度差を高める；3. 伝熱係数を高める。