열교환기

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열 · 통계역학
Thermal · Statistical Mechanics

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1. 개요
2. 종류
2.1. 목적에 따른 분류
2.2. 원리에 따른 분류
3. 성능


1. 개요[편집]

열교환기, 熱交換器, Heat exchanger

고온의 물체(주로 유체)에서 저온의 물체로 열을 이동시키는 장치다.


2. 종류[편집]


2.1. 목적에 따른 분류[편집]

다음 명칭들은 열교환기 부분만 일컫는다. 기기 전체를 일컫는 명칭들은 히트펌프 참고.

  • 가열
    • 가열기 (히터, Heater) - 유체를 가열하는 것.
      • 예열기 (프리히터, Pre heater) - 미리 가열하는 것. 다음 단계의 효율성을 높이는 것.
      • 중열기 (인터히터, Inter heater) - 중간에 가열하는 것.
      • 재열기 (리히터, Re heater) - 다시 가열하는 것. 주 목적의 다음 단계에서 열을 회수하는 것.
      • 과열기 (슈퍼히터, Super heater) - 기체의 과열도를 높이는 것.
      • 재생기 (리제네레이터, Regenerator) - 회수 및 저장해둔 열을 다시 꺼내어 유체를 가열하는 것.
    • 비등기 (보일러, Boiler) - 액체를 기체로 만드는 것.[1]
      • 재비기 (리보일러, Re boiler) - 액체를 다시 기체로 만드는 것.
      • 기화기 (베이퍼라이져, Vaporizer) - 액체를 기체로 만드는 것. (LNG 기화 등)
      • 증발기 (이베퍼레이터, Evaporator) - 액체를 기체로 만드는 것. (냉매 등)
      • 건조기 (드라이어, Dryer) - 액체를 기체로 만드는 것.
      • 찜기 (스티머, Steamer) - 액체를 기체로 만드는 것.

  • 냉각
    • 냉각기 (쿨러, Cooler) - 유체를 냉각하는 것.
      • 예냉기 (프리쿨러, Pre cooler) - 미리 냉각하는 것.
      • 중냉기 (인터쿨러, Inter cooler) - 중간에 냉각하는 것.
      • 재냉기 (리쿨러, Re cooler) - 다시 냉각하는 것.
      • 과냉기 (슈퍼쿨러, Super cooler) - 액체의 과열도를 낮추는 것.
      • 복열기 (리큐퍼레이터, Recuperator) - 배열 등에서 미활용 열을 회수하고 식혀 내보내는 것.
      • 냉동기 (크라이오쿨러, Cryocooler) - 저온(통상 -150도 이하) 이하로 냉각하는 것.
    • 응축기 (콘덴서, Condenser) - 기체를 액체로 만드는 것.
      • 제습기 (디휴미디파이어, Dehumidifier) - 기체를 액체로 만드는 것.
    • 동결기 (프리저, Freezer) - 액체를 고체로 만드는 것.
      • 냉동기 (칠러, Chiller) - 액체를 고체로 만드는 것.
      • 제빙기 (아이스메이커, Ice maker) - 액체를 고체로 만드는 것.

  • 둘 다
    • 방열기 (라디에이터, Radiator) - 열을 복사(radiation)로 방출하는 것.[2]

2.2. 원리에 따른 분류[편집]

  • 구조
    • 판형(Plate) - 가스켓프레임(Gasketed Plate & Frame) 또는 용접(Welded). 나선판(Spiral)도 있음. Ziepack, Alfa Laval Packinox 등.
    • 관형(Pipe)
    • 코일(Coil) - 코일 종류는 플레이트 (Plate), 패널 (Panel), 딤플드 패널(Dimpled panel) 등. 헬리컬(Helical), 돼지꼬리(...)라고도 한다.
    • 원통-다관식(Shell&Tube) - 원통-판(Shell&Plate) 구성도 가능. 겹판(Lamella)도 있음. Bavex 등.
    • 인쇄회로기판형(Printed Circuit) - 기존 판형보다도 더 압착되어 부피가 작다. 판-핀(Plate-fin) 등.
    • 샷시형(Châssis, Sash), 수조형(Tub) - 배터리, 반도체, 연료전지 등 발열체를 냉각수로 둘러 싸는 경우.
    • 마이크로채널(Micro-Channel) - 유로가 좁다는 뜻.
    • 제트임핀지먼트(Jet-Impingement) - 유로보다 냉각/가열할 부위에 분사하는 방식에 가까울 경우.

  • 상(과학)
    • 1상 - 유체의 상변화가 없는 경우.
    • 2상 - 유체가 상변화를 하는 경우. 열-사이펀(Thermo-siphon), 비등(Boiling)이라고도 한다.

3. 성능[편집]

열교환기의 성능은 유체의 이동 전후 온도가 다를 때, 실제 이동 열량과 최대 가능 이동 열량과의 비이다.
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[1] 가정 보일러는 20-70도 정도만 필요로 하지만 가스를 연소하는 보일러를 주로 쓰다 보니 물의 일부가 증기가 되어버리므로 이것이 나가게 하기 위해 연통이 필요하다.[2] 공간(주로 화장실) 난방이 목적이면 가열, 열의 배출(주로 컴퓨터)이 목적이면 냉각.