冷蔵用のシェルアンドチューブ熱交換器設計における革新

熱伝達効率の向上のための材料選定の進歩

シェルアンドチューブ熱交換器 – 冷却を担う主要な存在 このコンパクトな装置は非常に巧妙なことを実現しています：互いに混合しないように保たれた二つの流体の間で、一方の流体から熱を取り除き、他方の流体へと放熱します。これらの熱交換器の構成材料は進化を遂げてきたことで知られており、最近では画期的な進歩が見られ、アセンブリおよび装置全体の性能向上に寄与しています。これにより、冷蔵庫の運転効率もさらに高まっています。

従来、銅やステンレス鋼は一般的な熱交換材として使用されてきました。最近のもう一つの進展として、缶詰材よりも優れた熱伝導性を備えた新しい高度材料があります。シェルおよび U字管熱交換 は、その熱伝導性と耐腐食性を持つことから、チタンおよびニッケル合金の両方で構成されています。

これらの新素材により、Zhuoliが開発した熱交換器は冷媒からの熱移動においてより高効率になっています。その結果、冷凍装置はより効率的に動作可能となり、省エネルギーとコスト削減が実現しています。

マイクロチャネル技術を統合したコンパクトで高効率な設計

マイクロチャンネル技術の活用により、シェルアンドチューブ型熱交換器の設計における新たな進展も達成されています。マイクロチャンネルとは、熱交換器内で流体が通過する小さな通路のことです。このマイクロチャンネルを設計に追加することで、Zhuoliは特にコンパクトで高効率な熱交換器の開発を可能にしました。

この技術は従来の銅管設計と比較して、より高い熱伝達率と低い圧力損失を実現します。また、小型化により必要な冷媒量も削減されます。つまり、冷凍システムは性能面で大幅に向上し、設置スペースも少なくて済むようになります。マイクロチャンネルを使用すること自体により、冷媒の流量制御も改善され、さらに高効率が実現します。

熱性能を高めるための表面積拡大型ジオメトリ

シェルアンドチューブ熱交換器において、熱交換の効率を高めるためには、熱交換表面積を最大化することが極めて重要です。この観点から、Zhuoliは熱交換器内の熱性能向上を目指し、創造的な表面積の幾何学的構造を検討してきました。

熱交換器自体において、Zhuoliはフィンやタブレーターなどの構造を追加することで、熱伝達表面積を拡大しています。これにより、流体間の熱交換が促進され、熱性能が向上します。さらに、このような表面積を拡大した幾何学的構造は流体の混合をより効果的にし、熱伝達効率をさらに高めます。

Flex Catalystは、最適化された流体制御を実現するために数値流体力学（CFD）を採用しています

流体の流れを最適化することは、シェルおよび Tube-in-tube熱交換器 熱交換効率を高める設計上の課題の一つです。Zhuoliは、自社の熱交換器内における流動挙動をモデル化・解析するため、数値流体力学（CFD）を活用することでこの課題に取り組んでいます。

ZhuoliはCFDソフトウェアを使用して熱交換器内の流体の流れをモデル化し、流れの分布をさらに最適化できる領域を分析しています。これにより、熱伝達効率を最大限に高めるためのより正確な設計改良が可能になります。また、CFDシミュレーションによって、流量制限や乱流が発生する可能性のある領域を検出でき、熱交換器をほぼ最大性能に近い状態で作動させることが可能になります。

高い制御性と効率性を実現する可変冷媒流量システム

ここ数年で、可変冷媒流量（VRF）システムの使用は冷凍業界で広く採用されるようになりました。これらのシステムは非常に高効率であり、冷媒流量を精密に制御できるという利点があります。この高い精度により、従来型の空調および冷凍装置が比較的開放的な回路内で圧力制御に依存しているのに対し、本システムはより効率的に運転することが可能になります。Zhuoliはまた、より優れた制御性と効率性を実現するため、熱交換器へのVRFシステムの導入を先駆けて推進してきました。

Zhuoliは冷却ニーズに応じて冷媒の流量を制御するVRF技術を採用しています。これにより、冷凍システムが異なる能力で運転可能となり、エネルギーを節約したり、部品の「摩耗」を軽減したりできます。さらに、VRFシステムは建物内の希望するゾーンごとに空調を行うゾーニングの柔軟性を提供し、快適性と効率の向上を実現します。

Zhuoliは可変冷媒流量（VRF）システムの活用を通じて、先進的かつ高効率な冷凍ソリューションの分野でリードしています。冷媒（冷却する流体）の流れをより正確に制御するVRFシステムは、冷却環境へのアクセスのあり方を革新しています。Zhuoli Innovations in Shell & ねじれ管熱交換器  冷凍のための設計。