熱交換器の種類とスケール除去の必要性

水などの溶媒を圧縮、膨張しながら循環させることで熱交換を行うシステムを熱交換器と呼びます。一般用としてエアコンやラジエーターなどがあり、産業用はボイラーや熱が発生する装置の冷却などに使用されています。熱交換器には、プレート方式、シェル&チューブ方式、フィンチューブ方式があります。プレート方式は、伝熱板となる凸凹にプレスされた金属のプレートを重ね合わせ、交互に温度差のある溶媒を流す構造です。

シェル&チューブ方式は、シェル(筒)の中に細い伝熱チューブが複数本入っている構造で、チューブの内側と外側に異なる温度の溶媒を流すことで熱交換を行います。フィンチューブ方式は、チューブにフィン(板)が取り付けられた構造で、チューブ内に溶媒を流しチューブ外面と差し込んだフィンにガスをあてて熱交換を行います。溶媒に水を使用している熱交換器は、チューブにカルシウム、マグネシウムなど水に含まれる無機塩類化合物が付着して硬い皮膜を作ります。皮膜はスケールと呼ばれ、熱交換効率が低下する原因であり、厚さ0.5mmのスケールが付着すると効率が50%低下するとの報告があります。

スケールの除去は、プレート方式ではプレートの分解・清掃と消耗部品の交換を、その他の方式では洗浄剤を流してチューブ内を洗浄します。洗浄剤には従来の塩素系に加え、弱アルカリ性や有機酸系、植物系有機酸と無機酸の混合剤などがあります。その他に、チューブにコイルを巻き1秒間に5000の電磁波を送ることにより電界を発生させ、水中のカルシウムなどを微粒状にし、流してしまう装置もあります。熱交換器は生産性のある装置ではないためメンテナンスがおろそかになりがちですが、熱交換器の能力の低下はその冷却効果を利用するシステムの能力を落とす原因になりますので、定期的に行う必要があります。

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *