ピロープレートが熱交換器の効率を向上させる仕組み

上海熱伝達のピロープレート技術は、熱交換器の効率における新たな基準を確立します。革新的な設計は、内部キャビティ構造を特徴とし、熱伝達と機械的強度を最大限に高めます。上海熱伝達は、個々のピロープレートを最適な性能で設計し、省エネと運用信頼性の目に見える向上を実現します。

  • 最適ヌッセルト数: 68.42

  • 摩擦係数:0.18

  • 総合パフォーマンス指数:1.09

  • 最適化されていないシステムと比較して、最適な JF は 2.23%~10.00% 増加します。
    上海熱伝達は、持続可能かつ費用対効果の高い運用をサポートする高度なソリューションで業界をリードしています。

ピロープレートデザイン

構造と材料

上海熱伝達は、ディンプルプレートまたはエンボスプレートとしても知られるピロープレートを製造しています。業界の専門家は、これらの製品を浸漬プレート、プレートバンク、インテグラルジャケット、クランプオンプレートなど、様々な名称で呼ぶことがよくあります。これらの名称は、熱交換用途におけるピロープレートの汎用性と独自の設計特性を反映しており、ピロープレートは他に類を見ない製品となっています。ピロープレートは、2枚の金属板を溶接して構成され、プレート内部に波状のチャネルを形成しています。この設計により、密閉された空洞が形成され、熱伝達と機械的強度の両方が向上します。

浸漬プレートや一体型ジャケットなどの別名は、温度制御を維持し、直接的な流体接触を最適化するピロープレートの能力を強調しています。

以下の表は、枕プレートと従来の平板の主な構造的特徴を比較したものです。

特徴

枕プレート

伝統的な平板

熱伝達効率

波型デザインにより強化

効率が低い

ヌッセルト数の改善

12~42%増加

指定されていない

圧力降下の影響

約10%の緩やかな増加

圧力降下が大きい

パフォーマンス評価基準

1を超える値(最大1.8)

通常は1未満

メーカーは様々な素材を用いてピロープレートを製造しており、それぞれが様々な産業ニーズに応じた利点を備えています。以下の表は、一般的な素材とその利点をまとめたものです。

材料

利点

オーステナイト系ステンレス鋼(316)

優れた耐腐食性と耐久性

二相ステンレス鋼(2205)

過酷な環境に耐える優れた機械的強度

ニッケル合金(ハステロイ)

耐腐食性と耐高温性に優れている

チタン

優れた耐腐食性と強度

炭素鋼

コスト効率が高く、優れた機械的特性

アルミニウム

軽量だが溶接や加工が難しい

熱伝導性は良いが加工が難しい

上海熱伝達のピロープレートは、通常、最大面積24平方メートル、板厚0.8~4mmです。この設計は、幅広い温度範囲と高圧用途に対応します。

  • 標準設計圧力: 150 psi (10.34 bar)

  • 温度範囲: 400°F (204.4°C) ~ -20°F (-28.9°C)

  • 高圧能力:2,000psiを超える

仕組み

ピロープレート構造は、プレート内部の波状チャネルを利用して、流体が内部空洞を流れる際に乱流を発生させます。この乱流により熱交換に利用可能な表面積が増加し、従来の平板プレートに比べて高い熱効率を実現します。この設計により、ピロープレートは水、油、ガスなど、様々な流体に対応でき、多くの産業プロセスに適しています。

上海熱伝達は、食品、化学、環境保護産業のニーズを満たすピロープレートを設計しています。プレートの滑らかな表面は清掃を容易にし、衛生的な用途に不可欠です。堅牢な構造は圧力と変形に対する耐性を確保し、過酷な環境でも信頼性の高い性能を発揮します。ピロープレートは様々な動作要件に適応し、高温から低温まで、また様々な圧力レベルに対応します。

ピロープレート設計の汎用性と効率性により、産業界はエネルギー節約の向上、運用コストの削減、持続可能性の向上を実現できます。

熱交換器の効率


強化された熱伝達

ピロープレート技術は、現代の熱交換器システムの効率的な熱伝達を飛躍的に向上させます。ピロープレートの独自の構造は、2枚の金属板を溶接し、エンボス加工されたディンプルを特徴としています。これらのディンプルは波状の流路を形成し、表面積を増加させることで、流体がプレートを通過する際に乱流を発生させます。この乱流によって境界層が乱され、加熱媒体または冷却媒体とプロセス流体とのより直接的な接触が可能になります。

  • エンボス加工されたディンプルにより表面積が増加し、流体の乱流が生成されます。

  • 枕型の構造により乱流が促進され、熱交換率が向上します。

  • この設計により、形状とサイズをカスタマイズできるため、ピロープレートはさまざまな用途に適応できます。

上海熱伝達は、各ピロープレートをエネルギー効率の最大化に向けて設計しています。接触面積と乱流の増加により、従来の設計と比較して熱伝達率が向上します。実験的研究により、ピロープレート式熱交換器は優れた性能を発揮し、熱伝達率の定量的な向上が実証されています。

研究タイトル

集中

調査結果

小型ピロープレート熱交換器の設計法の実験的検証

ピロープレート熱交換器

熱伝達係数の定量的な改善

この高度なエンジニアリングにより、産業界は効率的な熱伝達を実現し、プロセス時間を短縮し、一貫した製品品質を維持できるようになります。

汚れの減少

多くの熱交換器アプリケーションにおいて、汚れは依然として共通の課題です。伝熱面に堆積物や汚染物質が蓄積すると、効率が低下し、メンテナンスの必要性が高まります。ピロープレート設計は、汚れに強く、清掃が容易な滑らかなディンプル加工された表面でこの問題に対処します。

  • ピロープレートコンデンサーは、表面積あたりの熱伝達率が高くなります。

  • コンパクトで柔軟な設計により、スペースが限られたシステムへの統合が容易になります。

  • 低圧でも効率的に動作し、溶融塩や CO₂ などの高度な流体で有望な結果を示します。

  • 対照的に、従来のシェルアンドチューブ型コンデンサーは汚れがつきやすく、時間のかかるメンテナンスが必要になります。

上海熱伝達のピロープレートソリューションは、ダウンタイムを最小限に抑え、機器の寿命を延ばします。汚れのリスクを低減することで、長期間にわたって最適な熱伝達率を維持し、エネルギー効率を向上させます。

コストとエネルギーの節約

ピロープレート式熱交換器を導入した施設では、目に見える運用コスト削減を実現しています。ピロープレート設計による効率的な熱伝達により、目標温度に到達するために必要なエネルギー量が少なくなります。このエネルギー消費量の削減は、光熱費の削減と環境への影響の低減につながります。

多くの業界では、切り替え後に大幅なコスト削減が報告されています。ピロープレート技術プレートが汚れにくいためメンテナンスの頻度が少なくなり、運用コストがさらに削減されます。

上海熱伝達は、エネルギー効率と持続可能性を高めるソリューションの提供に重点を置いています。同社のピロープレート製品は、企業が環境目標を達成しながら生産性と収益性を向上させるのに役立ちます。

液体ピロープレート熱交換器

コンパクトなアプリケーション

液体ピロープレート熱交換器限られたスペースで効率的な熱交換を必要とする産業向けに、コンパクトなソリューションを提供します。複数の枕状のプレートを設計することで、熱交換面積を最大化しています。この構造により、迅速な熱交換と最小限の圧力損失を実現しており、これはスペースが限られている環境では不可欠です。液体ピロープレート式熱交換器はモジュール構造を採用しているため拡張性に優れており、小規模から大規模まで幅広い運用に適しています。施設では、大幅なダウンタイムなしでシステムを容易に拡張・変更できます。高圧に対応できるため、要求の厳しい用途でも信頼性の高い性能を発揮します。処理プラントや移動ユニットなどの狭いスペースにも、効率を損なうことなく設置できます。

液体ピロープレート熱交換器のコンパクトな設置面積により、企業は床面積を最適化し、設置コストを削減できます。

業界をまたぐ汎用性

液ピロープレート式熱交換器は、その適応性と堅牢な性能により、幅広い産業で利用されています。食品業界では、食品加工と安全性に不可欠なエネルギー効率と信頼性を提供します。滑らかな表面は清掃を容易にし、衛生的な作業をサポートします。化学業界では、様々な流体を管理し、一定の温度を維持する能力を持つ液ピロープレート式熱交換器が評価されており、プロセス効率と製品品質の向上に貢献しています。また、高圧対応により、化学環境下でも安全に稼働します。

環境保護において、液ピロープレート式熱交換器はエネルギー節約と排出量削減に貢献します。その効率的な設計は持続可能な事業運営を支え、企業が規制基準を満たすのに役立ちます。以下の表は、様々な用途におけるピロープレート式熱交換器の選定に影響を与える重要な要素を示しています。

応用分野

主な影響要因

食品・飲料

加工食品や包装食品の需要の増加、エネルギー効率の高い熱処理設備の必要性。

化学処理

厳格な安全規制、高効率熱交換器の採用。

HVACと冷凍

建設活動の増加、都市化、環境に優しく省エネな技術の推進。

その他の産業用途

温度に敏感な生産プロセス、産業オートメーションの増加、環境的に持続可能な慣行における技術的進歩。

液ピロープレート式熱交換器は高圧環境でも優れた性能を発揮するため、現代の産業プロセスにおいて最適な選択肢となっています。その汎用性と信頼性により、産業界は運用効率と持続可能性の両立を実現できます。

レーザー溶接ピロープレート熱交換器

溶接技術

レーザー溶接ピロープレート熱交換器は、高度なレーザー溶接技術を用いて2枚の金属板を高精度に接合します。このプロセスにより、強固で均一な溶接部が形成され、特徴的なピロー型の流路が形成されます。レーザー溶接法を用いることで、エンジニアは複雑な流路を設計し、すべてのユニットにわたって一貫した品質を実現できます。これらの熱交換器は、優れた耐久性と高温高圧への耐性を備えています。滑らかで継ぎ目のない表面は汚れがつきにくく、清掃も簡単かつ迅速です。食品加工、化学製造、環境保護などの業界では、この技術の信頼性とメンテナンスの容易さが高く評価されています。

以下の表は、これらの交換器におけるレーザー溶接の主な利点を示しています。

アドバンテージ

説明

効率

テストによれば、これらの交換器は最大 37% 効率が向上することが示されています。

耐久性

強固に作られているため、高熱や高圧にも耐えられます。

掃除のしやすさ

滑らかなプレートなので汚れがつきにくく、お手入れも簡単です。

設計の柔軟性

レーザー溶接により金属板を正確に接合でき、複雑な設計が可能になります。

パフォーマンス比較

レーザー溶接ピロープレート熱交換器は、多くの主要分野で従来のプレート熱交換器を凌駕する性能を発揮します。研究によると、これらの熱交換器はより高い熱伝達率と優れたエネルギー効率を実現します。例えば、Wangらによる研究では、総合的な性能が57.1%向上したと報告されています。SongらやHamediらによる他の研究では、ヌッセルト数が18.46%から55%向上することが示されています。これらの利点は、プロセス時間の短縮とオペレーターのエネルギーコスト削減につながります。

次の表は、いくつかの研究から得られた測定可能な改善をまとめたものです。

勉強

改善タイプ

効率改善

王ら[8]

総合的なパフォーマンス

57.1%

ソンら[11]

ヌッセルト数(Nu)

18.46%

ハメディら[12]

ヌッセルト数(Nu)

28%~55%

パイパーら[13]

熱伝達効率

2.2%

トンら[19]

パフォーマンス評価基準(PEC)

29.3%

ヤオら[23]

包括的な熱伝達性能

2.30%から19.59%

郭ら[24]

熱伝達率

3.9%

レーザー溶接ピロープレート熱交換器は、1,500~4,000 W/m²·Kという優れた総括熱伝達係数も提供します。従来のプレート式熱交換器は最大6,000 W/m²·Kに達することもありますが、レーザー溶接ピロープレート熱交換器の独自の設計により、優れた耐汚染性と容易な清掃性を実現しています。上海熱伝達は、実機設置において運用コストの削減と信頼性の向上を実証しており、レーザー溶接ピロープレート熱交換器は現代の産業界にとって最適な選択肢となっています。

ピロープレートは熱交換器において優れた効率を発揮します。ディンプル構造により、高温環境下でも正確な温度制御と信頼性の高い温度調節を実現します。産業界には以下のようなメリットがあります。

  • 低速での乱流により熱伝達が向上し、エネルギーが節約されます。

  • さまざまなアプリケーションでの温度制御のための多用途なカスタマイズ。

  • メンテナンスが少なく、清掃も簡単なので、ダウンタイムとコストを削減できます。

  • 排出量の削減と環境に優しい材料の使用による環境の持続可能性。

上海熱伝達のピロープレートは、高温性能、堅牢な温度制御、そして機械的強度に優れています。以下の表にその利点を示します。

特徴

説明

高い熱効率

大きな表面積と空洞構造により、温度制御と温度調節が最適化されます。

軽量設計

高温操作に耐える耐久性のあるソリューション。

機械的強度

高温・高圧下でも信頼性があります。

汎用性

さまざまな流体および温度制御のニーズに適応します。

衛生特性

滑らかな表面により、清掃と温度調節が簡単になります。

費用対効果

効率的な温度制御により運用コストを削減します。

生産性と持続可能性の向上を目指す業界は、ピロープレートソリューション高度な温度制御と高温信頼性を実現します。

よくある質問

ピロープレート熱交換器はどのような業界で使用されていますか?

食品加工、化学製造、環境保護産業ではピロープレート熱交換器これらの業界では、効率性、信頼性、そして清掃の容易さが重視されています。上海熱伝達は、幅広い産業用途に対応するソリューションを設計しています。

ピロープレートはどのようにしてエネルギー効率を向上させるのでしょうか?

ピロープレートは乱流と表面積を増加させます。この設計により、熱伝達が高速化し、エネルギー消費量を削減できます。施設では、光熱費の削減と持続可能性の向上が期待できます。

ピロープレートは掃除やメンテナンスが簡単ですか?

はい。滑らかでディンプル加工された表面は汚れがつきにくく、清掃も簡単です。メンテナンスチームのメンテナンス時間が短縮され、ダウンタイムと運用コストを削減できます。

ピロープレートは高圧と高温に耐えられますか?

上海熱伝達は、高圧・高温環境向けのピロープレートを設計・製造しています。このプレートは、2,000psiを超える圧力と-20℃から300℃の温度に耐えることができます。

投稿日時: 2025年12月12日
李さん 製品R&Dエンジニア
23 年間の製品研究開発経験を有し、プレート熱交換器のコア部品の設計を専門としています。
SHPHEは、設計、製造、検査、納品に至るまで、包括的な品質保証システムを備えています。ISO9001、ISO14001、OHSAS18001の認証を取得し、ASME U認証も取得しています。
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