チラーで使用される
6つの一般的な蒸発器の種類：完全ガイド

蒸発器は産業用チラーの核心的な部品であり、冷媒と冷却液が熱を交換する場所です。したがって、蒸発器の性能はチラーの熱交換効率に直接影響を与えます。一般的に使用される蒸発器の種類にはどのようなものがありますか？その主な特徴は何ですか？そして、適切なものを選ぶにはどうすればいいでしょうか？この記事では、その答えをお伝えします。

タイプ	主な特徴	長所	短所	代表的な用途
シェル＆チューブ	シェル内のチューブバンドル	高圧力、耐久性	かさばる、コストが高い	大型冷凍機
プレート	積み重ねられた金属板	コンパクト、効率的	漏れのリスク、ガスケットの制限	HVAC、食品、研究室
コイル	タンク内のスパイラルコイル	シンプル、低コスト	大きい、効率が悪い	低温のスリラー
フィン付きチューブ	アルミフィン付きチューブ	高効率、軽量	ほこりが出やすい	空気冷却
浸水	冷媒槽内のチューブ	非常に効率的	大きい、高価	産業スリラー
乾式	チューブ内の冷媒	シンプル、安価	効率が悪い	小型スリラー

シェルアンドチューブ式蒸発器

シェルアンドチューブ式蒸発器はその名の通り、シェル本体と内部の複数の金属管束から構成されています。一般的には冷媒がシェル本体内を流れ、冷却液が管束内を流れます。この配置は蒸発器の設計によっては逆になる場合もあります。冷媒は冷却液の熱を吸収し、シェル本体内で蒸発します。

シェルアンドチューブ式熱交換器は耐圧性能と耐汚染性能に優れ、高圧・高温環境に適しています。ただし、体積が大きく、購入コストとメンテナンスコストが高くなります。一般的には、化学工業、製薬、発電所などにおける大型チラーに使用されます。

プレート式蒸発器

板式熱交換器は、多くの金属板を積み重ねて構成されており、多層のクッキーに似ています。これらの板は、フレーム板、圧板、ボルト、ガスケットなどの部品で固定されています。隣接する2枚の金属板の間には独立した腔体が形成されます。隣接する2つの腔体には異なる媒体が流れ、そのため熱交換が可能であり、混合しません。

金属板は通常、ステンレス鋼またはチタン製で、表面に特殊なデザインの模様が施されています。最も一般的なのは波形形状の波形板です。表面の模様は、通過する流体（媒体）に乱流を生じさせ、均一に分布させるためです。これにより熱交換効率が向上します。

板式熱交換器は、異なる流体間の熱交換面積を増加させます。金属板の数は柔軟に増減可能です。その購入、設置、メンテナンスコストは他のタイプの蒸発器と比べて低コストです。ただし、その動作温度はガスケットの耐熱性に制限され、密封が不十分な場合、漏れが発生しやすいという欠点があります。

コイル蒸発器

盤管蒸発器は、螺旋盤管構造、銅管またはステンレス鋼管、支持架、冷却液タンクなどの部品から構成されています。パイプは冷媒の通路です。螺旋盤管は熱交換面積を増加させ、流体を均一に分布させるために使用されます。冷却液タンク内には冷凍水または熱伝導油が充填されており、盤管はその中に浸漬されています。

蒸発器の盤管構造はシンプルで、材料と製造コストが比較的低いため、既存の液槽に設置可能で、低温システムに非常に適しています。ただし、体積が比較的大きく、管壁が熱抵抗を増大させるため、熱交換効率は板式熱交換器や満液式熱交換器に劣ります。盤管蒸発器は、小型チラー、エチレングリコールチラー、油チラーなどの温度制御システムに一般的に使用されます。

熱交換効率はプレート式熱交換器や全液式熱交換器ほど高くありません。コイル式蒸発器は、小型チラー、グリコールチラー、オイルチラーなどの温度制御システムに一般的に使用されます。

フィンチューブ蒸発器

フィン付き蒸発器は、通常、空気と冷媒の熱交換に使用されます。主要部品は熱交換管とフィンで構成されています。熱交換管は一般的に銅製で、優れた熱伝導性と耐腐食性を備えています。形状は蛇行管または直管が一般的で、前者がより一般的に使用されています。

翅片の材質は通常アルミニウムで、親水処理と親油処理が施されます。形状には平板、波形板、打抜き板など多種多様です。フィンと銅管は機械的膨張接合方式で組み合わされます。両者がより密接に接合されることで熱交換効率が向上します。冷媒は熱交換管内を流れ、空気はフィン外側でファンによって推進され、対流により熱を交換します。

フィン式蒸発器のフィン設計は熱交換面積を増加させ、熱交換効率が非常に高いです。また、構造がシンプルで軽量です。しかし、フィンにほこりが溜まりやすいため、定期的な清掃が必要です。