최근 수정 시각 : 2024-03-28 01:57:18

열교환기


'''열역학 · 통계역학
'''
{{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height:calc(1.5em + 5px); word-break:keep-all"
{{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ]
{{{#!wiki style="margin:-6px -1px -11px"
기본 개념 <colbgcolor=#FFF,#111><colcolor=#000,#fff>열역학 법칙{열역학 제1법칙(열역학 과정) · 열역학 제2법칙(엔트로피)} · 질량 보존 법칙 · 에너지 · 물질 · 온도(절대영도) · 압력 · (비열 · 열용량) · (일률) · (반응계 · 고립계) · · 밀도 · 기체 법칙{보일 법칙 · 샤를 법칙 · 게이뤼삭 법칙 · 아보가드로 법칙 · 이상 기체 법칙(이상 기체)} · 기체 분자 운동론
통계역학 앙상블 · 분배함수 · 맥스웰-볼츠만 분포 · 페르미-디랙 분포 · 보스-아인슈타인 분포 · 맥스웰-볼츠만 통계 · 페르미-디랙 통계 · 보스-아인슈타인 통계 · 페르미온 응집 · 보스-아인슈타인 응집 · 복잡계(카오스 이론) · 흑체복사 · 브라운 운동 · 역온도 · 위상 공간
열역학 퍼텐셜 내부 에너지 · 엔탈피 · 자유 에너지(헬름홀츠 자유 에너지 · 깁스 자유 에너지) · 란다우 퍼텐셜 · 르장드르 변환
응용 및 현상 현상 가역성 · 화학 퍼텐셜 · 상전이 · 열전달{전도(열전도율 · 전도체) · 대류 · 복사} · 판데르발스 힘 · 열처리 · 열량(칼로리) · 네른스트 식 · 물리화학 둘러보기
열기관 내연기관 · 외연기관 · 열효율(엑서지) · 열교환기(히트펌프) · 카르노 기관 · 영구기관 · 열전 소자
관련 문서 화학 둘러보기 · 스털링 근사 · 전자친화도 · 이온화 에너지 · 응집물질물리학 · 고체물리학 · 기계공학 · 화학공학 · 정보이론 · 맥스웰의 악마 · 볼츠만 두뇌 · 에르고딕 가설 · 브라질너트 효과 }}}}}}}}}

1. 개요2. 종류
2.1. 목적에 따른 분류2.2. 원리에 따른 분류
3. 성능

1. 개요

열교환기, 熱交換器, Heat exchanger

고온의 물체(주로 유체)에서 저온의 물체로 열을 이동시키는 장치다.

2. 종류

2.1. 목적에 따른 분류

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.[2]
    • 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.

2.2. 원리에 따른 분류

  • 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

열교환기의 성능은 유체의 이동 전후 온도가 다를 때, 실제 이동 열량과 최대 가능 이동 열량과의 비이다.
[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] 잘 알려진 사용처 중 하나로 병원에서 쓰는 자기공명영상, 일명 MRI스캐너가 있다. 액화 헬륨을 이 냉동기로 계속 압축하고 냉각시켜서 초전도 자석의 자성을 유지시킨다.[3] 공간(주로 화장실) 난방이 목적이면 가열, 열의 배출(주로 컴퓨터)이 목적이면 냉각.