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熱交換器の使用例について

大規模工場から家庭の一室まで、さまざまな場面で使われているのが、熱交換器と呼ばれるシステムです。

熱伝導の原理を応用して、加熱や冷却などを行います。熱交換とは、温度の異なる複数の物質を並べておくと、温度が高い方の物質は冷やされ、低い方の物質はあたためられて最後は均衡することをいいます。分かりやすいイメージとしては、内部が二重構造になったパイプがあります。そのパイプの外側部分をあたたかい液体で満たしておき、内側に冷たい水を通過させると、熱交換によって温水が得られるようになります。熱交換器の用途は多岐にわたりますが、身近なところでよく知られているのは空調です。

一般的なエアコンでは、内部にガスを満たしたパイプが接続されていて、室内機と室外機の間を循環しています。このガスが室内を通る時は、室温の方が高いため熱交換によってその熱が奪われます。そしてガスが屋外を通ると、今度は外気温の方が低いため室内から奪い取った熱を放出します。このサイクルを繰り返すことで、室内の温度が下がることになります。熱交換器は、自動車などにも使われています。代表的な例がラジエーターです。ラジエーターの内部には水が満たされていますが、自動車が走り始めるとこの水が風によって冷やされます。そして冷やされた水がエンジン内の水路を循環する時に熱交換が起こり、内部が冷却されることで過熱によるエンジンの故障を防ぎます。オイルクーラーにも、同様の原理が用いられています。

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