熱交換器を解説
2020年8月18日 効率的に熱を取り出す熱交換器

効率的に熱を取り出す熱交換器

温度の違うもの同士が互いに熱エネルギーを交換し合い、低い温度のものがあたためられ、高い温度のものが冷やされることを熱交換といいます。

この原理は暮らしの中のさまざまな場面に応用されていますが、それを実現する設備のことを熱交換器といいます。熱交換器の代表的なタイプの1つが、ヒートポンプです。これは、熱媒体などを用いて低温部分から高温部分へ熱を移動させるシステムで、冷蔵庫やエアコンなどに使われています。冷蔵庫の場合では、外部に圧縮器と凝縮器という2つの装置を取り付け、それらの装置と庫内とを冷媒が循環するような回路を作ります。冷媒には通常、代替フロンなどのガスが使われます。冷媒を圧縮器で加圧すると温度が上昇しますが、その時に気化熱によって熱が奪われるので、周囲の温度は下がります。

さらに凝縮器を使って減圧すると凝縮熱によって冷媒自体の温度が下がります。このサイクルを繰り返すことで、冷蔵庫内の熱エネルギーを吸収し、外部に排出します。冷媒の循環する向きを逆にすれば、温蔵庫になります。エアコンで室内の空気を上げたり下げたりする原理も、おおむね同じです。熱交換器を利用する最大のメリットは、資源の有効活用に貢献することです。たとえば何かをあたためたい時でも、石油や石炭を燃焼させて直接熱を得るよりも、熱交換器を作動させた方が消費するエネルギーは少なくて済みます。そのことはまた、ランニングコストの節減にもつながります。

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