室内空気の質が最も重要である今日の世界では、外気熱交換器が重要なソリューションとして浮上しています。外気用熱交換器の大手サプライヤーとして、市場で入手可能なさまざまなタイプについての洞察を共有できることをうれしく思います。これらの装置は、新鮮な空気を継続的に供給するだけでなく、流出する古い空気から熱を回収することでエネルギーの節約にも役立ちます。
1. プレート式熱交換器
プレート熱交換器は、外気熱交換器の最も一般的なタイプの 1 つです。これらは、入ってくる新鮮な空気と出ていく古い空気が別々のチャネルを流れるように配置された一連の平行なプレートで構成されています。熱はプレートを介して 2 つの空気流の間で伝達されます。プレートは通常、アルミニウムやステンレス鋼などの熱伝導率の高い材料で作られています。
プレート熱交換器の主な利点の 1 つは、効率が高いことです。最大 90% の熱回収率を達成できます。これは、流出空気からの大量の熱が流入空気に伝達されることを意味します。これにより、入ってくる新鮮な空気を加熱または冷却するために必要なエネルギー消費が大幅に削減されます。さらに、プレート式熱交換器は比較的コンパクトで設置が簡単なため、住宅や商業ビルなどの幅広い用途に適しています。
ただし、プレート式熱交換器にはいくつかの制限があります。湿気がプレート上で凝縮して腐食を引き起こす可能性があるため、流入空気に高レベルの水分が含まれる用途には適していません。このような場合、別のタイプの熱交換器が必要になる場合があります。
2. ロータリー熱交換器
再生熱交換器としても知られる回転熱交換器は、回転ホイールを使用して流入空気流と流出空気流の間で熱を伝達します。ホイールは、空気中の湿気を吸収するのに役立つ乾燥剤でコーティングされた多孔質素材で作られています。ホイールが回転すると、入ってくる空気の流れと出ていく空気の流れを通過し、それらの間で熱と湿気を伝達します。
回転式熱交換器の主な利点の 1 つは、高レベルの湿気を処理できることです。ホイールの乾燥剤コーティングは、入ってくる空気から湿気を吸収するのに役立ちます。これは、屋内の空気が湿気の多い用途に役立ちます。さらに、回転式熱交換器は、通常 70% ～ 85% の高い熱回収率を達成できます。
ただし、回転式熱交換器はプレート式熱交換器よりも複雑で高価です。ホイールがスムーズに回転し、乾燥剤コーティングが適切に機能していることを確認するには、定期的なメンテナンスが必要です。さらに、ホイールの回転により騒音が発生する可能性があり、アプリケーションによっては懸念される場合があります。
3. ヒートパイプ熱交換器
ヒートパイプ熱交換器は、ヒートパイプを使用して、流入空気流と流出空気流の間で熱を伝達します。ヒート パイプは、水やアンモニアなどの少量の作動流体を含む密閉管です。ヒートパイプの一端が加熱されると、作動流体が蒸発してもう一方の端まで上昇し、そこで凝縮して熱を放出します。凝縮した流体は、重力または毛細管現象によって加熱端に戻ります。
ヒートパイプ熱交換器の主な利点の 1 つは、効率が高いことです。プレート熱交換器に匹敵する最大 80% の熱回収率を達成できます。さらに、ヒートパイプ熱交換器は比較的コンパクトで軽量であるため、スペースが限られている用途に適しています。
ただし、ヒートパイプ熱交換器はプレート熱交換器よりも高価で、より複雑な設置プロセスが必要です。また、流入空気に大量の塵や破片が含まれる用途には適していません。塵がヒート パイプを詰まらせ、効率を低下させる可能性があるためです。
4. ランアラウンドコイル熱交換器
ランアラウンドコイル熱交換器は、液体ループを使用して、流入気流と流出気流の間で熱を伝達します。このループは 2 つのコイルで構成され、1 つは流入空気流に、もう 1 つは流出空気流に配置され、水やグリコールなどの熱伝達流体が満たされたパイプで接続されています。
ランアラウンドコイル熱交換器の主な利点は、その柔軟性です。既存の換気システムに簡単に設置でき、流入気流と流出気流間の距離を比較的大きくすることができます。そのため、建物のレイアウトによって他のタイプの熱交換器を使用することが困難な用途に適しています。
ただし、ランアラウンドコイル熱交換器は、プレート熱交換器、回転熱交換器、またはヒートパイプ熱交換器と比較して熱回収効率が低くなります。通常、その効率は 50% ～ 70% の範囲です。さらに、熱伝達流体を循環させるポンプが必要となるため、エネルギー消費とメンテナンスの必要性が増大します。
5.家庭用エネルギー回収換気扇
あ家庭用エネルギー回収人工呼吸器住宅用途向けに特別に設計された一種の外気熱交換器です。換気と熱回収の機能を 1 台のユニットに組み合わせています。これらの換気装置は通常、家の屋根裏部屋または地下室に設置され、ダクトに接続されて、さまざまな部屋に新鮮な空気を供給し、古い空気を排出します。
家庭用エネルギー回収換気装置は、プレート熱交換器や回転熱交換器などのさまざまな熱交換技術を使用できます。これらはエネルギー効率が高いように設計されており、住宅所有者が健康的な室内環境を維持しながら冷暖房費を削減できるように支援します。また、室内の空気から汚染物質、湿気、臭気を除去し、全体的な空気の質を改善するのにも役立ちます。
6. 天井発泡機と壁掛け発泡機
その間天井発泡機そして壁掛け発泡機厳密には熱交換器ではありませんが、外気熱交換器システムと組み合わせて使用されることがよくあります。これらの機械は、換気ダクトや外気システムのその他のコンポーネントの周囲にシールを作成し、空気漏れを防ぎ、システム全体の効率を向上させるために使用されます。
天井発泡機は、天井裏に設置してダクトや設備の周囲を発泡させる装置です。一方、壁に取り付けられた発泡機は壁での使用に適しており、壁に取り付けられた換気ユニットの周囲にシールを提供します。
適切な外気熱交換器の選択
外気熱交換器を選択するときは、いくつかの要素を考慮する必要があります。これらには、建物のサイズ、換気要件、気候、予算が含まれます。小規模住宅の場合は、プレート式熱交換器または家庭用エネルギー回収換気装置で十分な場合があります。大規模な商業ビルや極端な気候にあるビルの場合は、ロータリー熱交換器またはヒートパイプ熱交換器の方が適切な場合があります。
熱交換器のメンテナンス要件を考慮することも重要です。ロータリー熱交換器などの一部のタイプは、他のタイプよりも頻繁なメンテナンスが必要です。さらに、熱交換器の効率は、熱回収率とエネルギー消費量の観点から評価する必要があります。
調達に関するお問い合わせ先
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参考文献
- ASHRAE ハンドブック - HVAC システムおよび機器。米国暖房冷凍空調技術者協会。
- 「熱伝達の原理」フランク・クレイスとラージ・M・マングリク著。
- 主要な外気熱交換器メーカーの技術文書。