熱交換器を解説
2020年8月9日 身近なところで活躍する熱交換器

身近なところで活躍する熱交換器

互いに温度の異なる液体や気体などの流体が出会った時、そこで熱エネルギーの交換が起こります。

ごく単純な例で言えばお湯の中に冷水を注ぎ込めば、お湯の持つ高温の熱エネルギーが冷水に伝わって温度が上がります。一方、冷水が持つ低温のエネルギーはお湯の温度を下げます。結果的に両者の温度は同じになり、全体がぬるま湯になります。このプロセスを、熱交換といいます。熱交換器は、この熱交換を人為的に発生させることで、物体の加熱や冷却などに利用します。家庭用の小規模な設備から大規模な産業機器まで、さまざまな場面で使われています。英語をそのまま使ってヒート・エクスチェンジャーと呼ばれることもあります。熱交換器の代表的な使用例が、エアコンです。エアコンには室内機と室外機の双方に熱交換器が組み込まれており、両者がパイプでつながれています。

パイプの中には冷媒と呼ばれるガスが循環しています。夏の暑い時期にエアコンを作動させると、この冷媒が室内の空気中にある熱気を吸収します。そして室外へと循環した際に、その熱気を放出して今度は室外の冷気を吸収します。このプロセスを繰り返すことで、室内の温度が徐々に下がります。冷蔵庫がものを冷やす仕組みにも、やはり熱交換器が使われています。パイプを循環している冷媒は、コンプレッサーによって圧縮されると高圧・高温になりますが、その際気化熱によって周りの熱を奪います。さらにそれを今度はコンデンサに通すと、圧力が低下して熱を放出します。こうして外部に排熱しながら、内部を冷やしていきます。

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