直接膨張式冷却システムとは：原理、利点、限界

直接膨張式システム（DXシステム）は、産業用冷凍装置やHVACで一般的に使用されています。冷媒の膨張と蒸発により、機器や空気から熱を奪うことで冷却を行います。この記事では、DXシステムに関する情報を提供します。

直接膨張式冷却システムとは？

直接膨張式冷却システムは、蒸発器内で冷媒を蒸発させることにより、空気や物体と熱交換する冷凍装置です。中間媒体として冷媒を使用しません。

直接膨張式冷却システムの仕組み

直接膨張式冷却システムは直接冷凍システムであり、間接冷凍式の水冷式チラーとは大きく異なります。

水冷式チラーでは、熱を除去するための中間媒体として冷媒が必要です。つまり、冷媒が冷却すべき対象物から熱を奪う前に、冷媒から熱を奪う必要があるのです。

直接膨張式システムは冷媒を必要としません。蒸発器コイルが冷却対象物の内部にあり、冷媒を蒸発させることで対象物を直接冷却します。主な構成部品と動作プロセスは以下の通り：

蒸発器コイル:蒸発器コイルは、冷却が必要な機器や空間の内部に設置され、冷媒が熱を吸収して蒸発し、気体になります。

コンプレッサー:コンプレッサーを通過したガス状の冷媒は圧縮されます。このステップにより、温度と圧力が上昇します。

コンデンサー:高温の冷媒がコンデンサー側に熱を伝え、凝縮して液体になります。

膨張弁:膨張弁は、次の冷凍サイクルに備えて冷媒の温度と圧力を下げます。

DXシステムの利点

通常、人々は以下の理由でDXシステムの購入を検討します：

省エネと高効率

これが直接膨張式冷却システムの最も大きな利点です。水冷式チラーシステムは、冷媒を使用して二次熱交換を行います。長距離輸送時には、ある程度の熱損失が発生します。

DX冷凍システムは蒸発器内で直接熱交換を行うため、エネルギー消費量を削減できるだけでなく、冷却効率も水冷式チラーの数倍となります。

低コスト

DX冷却のイニシャルコストは非常に低いです。冷媒の使用も、水循環システムの補助も必要ありません。そのため、水ポンプや配管などの設備を購入する費用を節約できます。

小型サイズ

場所を取らない冷却システムが必要な場合は、直接膨張式が適しています。その構造は非常にコンパクトで、スペースが限られた冷却シナリオに適しています。

メンテナンスが簡単

付属品が少なくシンプルな構造のため、故障の可能性が少なく、修理も簡単です。頻繁にメンテナンスする必要はありません。

DXシステムの限界

直接膨張式冷却システムは、熱交換面積は小さいが熱交換需要が大きいシナリオでの使用に適しています。大規模な建物や大型の産業機器を冷却したい場合、
DXシステムは建設と運転にコストがかかる可能性があります。複数の冷媒パイプラインを敷設する必要があるからです。この場合、水冷システムが最良の選択となります。

まとめ

直接膨張式冷却システムは、その高い効率と精度から、非常に人気の高い冷却ソリューションです。しかし、直接膨張式冷却システムを選択する前に、お客様の用途が直接膨張式冷却システムに適合するかどうかを検討する必要があります。
この点についてご質問がある場合は、当社の技術者にお客様の冷却ニーズについてご相談ください。