プレートフィン熱交換器は通常、バッフル、フィン、シール、ガイドベーンで構成されます。フィン、ガイドベーン、シールは 2 つの隣接するバッフルの間に配置され、チャネルと呼ばれるサンドイッチ構造を形成します。このようなサンドイッチは、さまざまな流体の流れパターンに従って積み重ねられ、全体にろう付けされてプレート束を形成します。プレート束はプレートフィン熱交換器の中核です。
プレートフィン熱交換器の特長
(1) 熱伝達効率が高い。フィンが流体を乱すため常に境界層が破壊され、熱伝達率が大きい。同時に、プレートフィン熱交換器は隔壁やフィンが非常に薄く熱伝導率が高いため、非常に高い効率を実現できます。
(2) コンパクトです。プレートフィン熱交換器は二次面が拡張されているため、比表面積は1000㎡/m3に達します。
(3) 軽量です。その理由は、コンパクトで主にアルミニウム合金でできているためです。現在では鉄鋼、銅、複合材料なども量産されるようになりました。
(4) 適応力が強い。プレートフィン熱交換器は、気体－気体、気－液、液－液、各種流体間の熱交換、集合的な状態変化を伴う相変化熱交換に使用できます。流路の配置と組み合わせにより、向流、クロスフロー、マルチストリームフロー、マルチパスフローなどのさまざまな熱交換条件に適応できます。ユニット間の直列、並列、直並列の組み合わせにより、大型機器の熱交換ニーズに対応します。産業界では、標準化して大量生産してコストを削減したり、ビルディングブロックの組み合わせにより互換性を拡張したりすることができます。
(5) 製造工程の要求が厳しく、工程が複雑である。
(6) 目詰まりしやすく、耐食性がなく、掃除や修理が困難です。したがって、熱交換媒体が清浄で、腐食性がなく、スケールが付着しにくく、堆積しにくく、目詰まりしにくい場合にのみ使用できます。
熱伝達機構の観点から見ると、プレートフィン熱交換器は依然として隔壁熱交換器に属します。大きな特徴は、二次伝熱面（フィン）を延長しており、一次伝熱面（隔壁）だけでなく二次伝熱面でも伝熱処理が行われることです。高温側媒体からの熱は主面から低温側媒体に注入されるほか、熱の一部はフィン表面の高さ方向、つまりフィンの高さ方向にも伝達されます。フィン、隔壁から熱が注ぎ込まれ、対流により低温側媒体に熱が伝わります。フィンの高さはフィンの厚さを大きく超えるため、フィンの高さ方向に沿った熱伝導プロセスは、均質な細長いガイドロッドの熱伝導と同様になります。このときフィンの熱抵抗は無視できません。フィンの両端の最高温度は隔壁温度と等しくなります。フィンと媒体が対流によって熱を放出するため、温度はフィンの中央領域の媒体温度まで低下し続けます。
プレートフィン熱交換器の応用
プレートフィン熱交換器は、その優れた性能と成熟した技術により、さまざまな産業分野でますます広く使用されています。
1. 空気分離装置：空気分離装置の主熱交換器、サブクーラー、凝縮器蒸発器などの低温熱交換器にプレートフィン熱交換器を使用することで、設備投資と設置コストを節約し、エネルギー消費原単位を削減できます。
2. 石油化学: プレートフィン熱交換器には、大きな処理能力、優れた分離効果、低エネルギー消費という利点があります。これらは、エチレンの深冷分離、合成アンモニア窒素洗浄、天然ガス、油田ガスの分離および液化などのプロセスで使用されています。
3. エンジニアリング機械: 20 年以上の研究と実践を経て、世界中の国でプレートフィン熱交換器が自動車、機関車のラジエーター、掘削機のオイルクーラー、冷蔵庫のラジエーター、高出力変圧器のラジエーターに量産され使用されています。
4. 超電導と宇宙技術: 低温超電導と宇宙技術の開発により、プレートフィン熱交換器の応用に新しい方法が提供されました。プレートフィン熱交換器は、米国のアポロ宇宙船と中国の神舟宇宙船の両方で使用されています。
