熱交換器開発支援!開発・設計から熱の課題解決

熱エネルギーの異なる2つの流体間で熱エネルギーを交換するための熱交換器の開発支援を行います。
温度の高い物体から低い物体へ効率的に熱を移動させることで物体の加熱や冷却を行う開発が可能です。
分野は、産業機械(工作機械、測定器、環境試験装置)・自動車(排熱利用、EGR、ラジエータ、熱輸送、ヒーター)

  1. 空調、冷凍機器(暖房、エアコン、吸着式冷凍機)・家電(冷蔵庫、給湯器、LED)・航空、宇宙(防護服、オイルクーラー)
  2. エネルギー(燃料電池、蓄熱、熱電交換、ヒートポンプ、排熱利用、潜熱回収、熱マネージメント)・電子機器
    (サーバー、通信機器)製品で数多くの開発実績があり、顧客の仕様を満足します。

熱交換器設計仕様をご提示いただければ、熱特性検討、解析を経て、構造含めた詳細設計いたします。
独自の標準規格フィンを用いて、安価な熱交換器開発が可能になります。
開発・設計からお客様の開発評価が可能な熱交換器を製作します。
熱交換器開発支援において技術開発に挑み続け、お客様の開発パートナーとしてお役に立ちます。

準備中

最上インクスの強み

  • カスタマイズ製品の原理試作からの対応
  • 解析(熱流体解析、応力解析、など)を用いた予測設計~実機製作
  • 諸条件からの結果を求める解析、諸条件を達成するための解析込みの形状検討
  • 熱交換器内の部材のみの製作も対応可能(薄板フィン、板金部品、切削部品、等)
  • ファン、ポンプ等、周辺システムまで対応可能
  • 空冷、水冷、冷凍機方式、など、様々な角度からの各種提案が可能
  • ヒートパイプ、ペルチェ、ファン、ポンプなどとの組合せも可能
  • お客様の目的にマッチした最適な熱交換器(システム)の提案
  • 熱交換器量産の対応可能(但し、数量ボリュームによってはお受けできない場合がございます。営業へご相談ください)
  • フィン選定の自由度がある。

メリット

  • ・設計・解析・提案・部品作製・ロウ付けまでのシステム構築まで一貫管理
  • ・試作メーカーならではのスピード感
  • ・解析費用は市場の1/5~1/10程度
  • ・熱交換器試作は1個から対応可能
  • ・協力工場との連携によるロウ付け及びリークテストが可能

不得意なもの

  • サイズの大きなもの(熱交換器サイズでW500×L500×H500で超えるもの)
  • 超高温用(800°以上)熱交換器(素材の課題もありますので、営業へご相談ください)

事例 熱交換器開発支援

PDF 開発事例

手順1 お客様から熱交換器設計仕様及びサイズの提示

設計条件表
材質 SUS304
目的 排気からの熱回収
流体条件
<高温側(排気ガス排出)> <低温側(外気)>
流体の種類 空気(排気) 流体の種類 空気(外気)
流量 0.33 [m3/min] 流量 0.51 [m3/min]
入口温度 57.3 [℃] 入口温度 13.5 [℃]
その他条件
目標値:室内流入空気温度 23.5 [℃] (10℃温度上昇)
外形寸法 500×300×300 内に収まること
環境条件 腐食環境

<想定熱交換器概略図>

想定熱交換器概略図

手順2 熱交換器詳細設計

<熱交換器分解図>

熱交換器分解図
※ファンとヒータ、顕熱交換器を除き、全てSUS304 t=1.0 板金+溶接組立品

<顕熱交換器 部分分解図>

顕熱交換器 部分分解図

コルゲートフィンを90°回転させ、
フィンの間に仕切り板を挟んで積層した構造
ロウ付けにより接合

<熱特性検討>

熱交換器内部のフィン積層部分を対象として熱流体解析を行い、流体の温度変化、圧力損失を解析

<解析モデル>

熱特性検討

<解析結果>

解析結果

熱交換器を通過する
流体の温度分布(排気ガス側流路)

温度特性
  入口温度 出口温度
排気ガス側 57.3 [℃] 31.49 [℃]
流入空気側 13.5 [℃] 27.65 [℃]
圧力損失
排気ガス側 14[Pa]
流入空気側 29[Pa]

排気ガス側からの熱回収によって、外気からの流入空気の温度を10℃以上上昇させることができた。
この構造で目標値を達成できると考え、製作へ進んだ。

手順3 熱交換器製作

熱交換器製作

  • 部品加工 フィン、板金部品、切削部品 1~2週間
  • 購入部材 ファン、ヒーターなど       3日~2週間
  • ロウ付け  仮止め、接合          1~2週間

手順4 熱交換器性能評価

熱交換器に熱電対を設置して空気の温度を測定することで熱交換器の性能検証を行った。

温度特性
  入口温度 出口温度(実測) 出口温度(解析)
排気ガス側 57.3 [℃] 21.1[℃] 31.49[℃]
流入空気側 13.5[℃] 23.6[℃] 27.65[℃]
目標値   23.5[℃]  

流入空気の温度が23.6 [℃]となり、
目標を達成する熱交換器であることが測定によっても示された。

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