プレート式熱交換器には、チューブ・ホルダー式熱交換器に比べてどのような利点がありますか？

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プレート式熱交換器には、チューブ・ホルダー式熱交換器に比べてどのような利点がありますか？ a. 伝熱係数が高い　異なる波形板が互いに逆向きに配置され、複雑な流路を形成するため、流体は波形板間の流路内で回転する三次元流動となり、比較的低いレイノルズ数（通常Re=50～200）で乱流が発生する。そのため伝熱係数が高く、一般的に管殻式の3～5倍とされている。 b. ログ平均温度差が大きく、端末部の温度差は小さい。管殻式熱交換器では、2種類の流体がそれぞれ管内とケーシング内を流れ、全体的には乱流であるため、ログ平均温度差補正係数は小さくなる。一方、板式熱交換器ではほとんどが並流または逆流で流れるため、その補正係数も通常0.95前後である。さらに、板式熱交換器では冷媒と熱媒の流れが熱交換面に平行であり、側流がないため、端末部の温度差が小さくなり、水との熱交換では1℃未満になることもある。これに対し、管殻式熱交換器では一般的に5℃程度となる。

c. 占地面積が小さい。板式熱交換器は構造がコンパクトで、単位体積あたりの熱交換面積は管殻式の2～5倍である。また、管殻式のように配管群を取り出して点検を行うためのスペースを確保する必要もない。そのため、同じ熱交換量を実現する場合、板式熱交換器の占地面積は管殻式の約1/5～1/8程度となる。　　d. 熱交換面積やプロセスの組み合わせを容易に変更でき、数枚の板を増減するだけで熱交換面積を拡大または縮小することが可能である。また、板の配置を変えたり数枚の板を交換したりすることで、求められるプロセスの組み合わせを実現し、新たな熱交換条件に適応できる。一方、管殻式熱交換器では熱伝達面積を増加させることはほぼ不可能である。　　e. 軽量性　プレート式熱交換器のプレートの厚さは0.4～0.8mmに過ぎないが、チューブ・ホルダー式熱交換器の熱交換用チューブの厚さは2.0～2.5mmであり、チューブ・ホルダー式のケーシングはプレート式熱交換器のフレームよりもはるかに重い。プレート式熱交換器の重量は一般的にチューブ・ホルダー式の約1/5程度である。　　f. 価格が安い 同じ材料を使用し、同じ熱交換面積の場合、プレート式熱交換器の価格はチューブ・シェル式よりも約40％～60％安い。　　g. 製造が容易　板式熱交換器の伝熱板はプレス加工を用いており、標準化が進んでいるため大量生産が可能ですが、管殻式熱交換器は一般的に手作業で製造されます。　　h. 清掃が容易　フレーム式板式熱交換器は、圧縮ボルトを緩めるだけで板束を外し、板を取り外して機械的に清掃することができる。これは、頻繁に清掃が必要な装置の熱交換プロセスにとって非常に便利である。　　i. 熱損失が少ない　プレート式熱交換器では、伝熱用プレートの外側にあるケース板のみが大気に露出しているため、放熱損失は無視でき、断熱処理も必要ありません。一方、管殻式熱交換器は熱損失が大きく、断熱層が必要である。　　j. 容量は小さく、管殻式熱交換器の10％～20％である。　　k. 単位長さあたりの圧力損失が大きい。伝熱面同士の隙間が狭く、伝熱面上に凹凸があるため、従来の滑らかな管に比べて圧力損失が大きくなる。　　l. スケールの付着がしにくい 内部で十分な乱流が発生するため、スケールが付着しにくく、そのスケール係数は管殻式熱交換器の1/3～1/10に過ぎない。