열교환기에 대하여

여름철에 차가운 공기로 방을 냉방하는 경우, 차가운 공기는 실내의 따뜻한 공기로부터 열을 빼앗아 온도가 올라가고 반대로 실내공기는 열을 빼앗겨 온도가 내려가 이 둘은 어느 지점에서 중화합니다. 이처럼 공기끼리의 혼합으로 열을 주고받게 되지만 만약 물로 공기를 가열하거나 냉각하는 것은 약간 다릅니다. 만약 냉각수로 실내를 냉방할 시 실내에 물을 뿌릴 수 없기 때문에 물과 공기가 어떤 칸막이를 사이에 두고 열을 주고받을 필요가 있습니다. 어떤 물체끼리 칸막이를 사이에 두고 서로 열을 주고받는 것을 열교환이라고 합니다.

가장 간단한 열교환기로 우리가 종종 사용하는 탕파(뜨거운 물을 넣어 그 열로 몸을 따뜻하게 하는 장치)도 아주 좋은 열교환기라고 할 수 있습니다. 그리고 동으로 만든 탕파는 철로 만든 것 보다 열을 잘 전달합니다. 공기를 조정할 때는 코일을 사용하여 공기와 냉수 또는 온수 사이에서 열을 주고받게 됩니다. 코일은 열을 전달하기 쉽도록 동으로 만든 관에 표면적을 넓히는 핀(Fin)이라는 장치를 관의 외부에 부착하여 표면적을 넓히게 됩니다. 이런 관이 여러개 나열한 것을 코일이라고 부릅니다. 코일의 한쪽 입고에 냉수나 온수를 통하고, 코일의 표면에 공기를 흐러게 하면 냉수나 온수를 사용하여 공기를 냉각 및 가열하는 것을 용이하게 할 수 있습니다.

냉각의 목적으로 사용되는 것이 냉각코일이라고 하며, 가열 목적으로 사용되는 것을 가열코일이라고 부릅니다. 또 공기와 증기가 서로 열교환하는 것을 증기코일, 냉동기에서 압축된 냉매가스와 공기가 열교환하는 냉매코일 등도 모두 같은 원리 입니다. 물을 서로 혼합시키지 않고 열교환 시키는 경우 강판으로 만든 원통형 용기 속에 물을 흘리고, 원통속에 설치한 코일의 튜브에 또 다른 물을 흘립니다. 이 튜브의 개수를 맣게 하기도 하고 원통의 직경을 크게 하기도 하여 열교환을 할 수 있습니다. 이러한 것에는 증기와 물, 증기와 기름, 물과 기름, 냉매가스와 물 등과 같은 여러 가지의 사이에서 열교환이 되어지므로 이것을 단순히 열교환기라 부르는 경우도 있습니다. 실내에서 외부로 배출하는 공기와 외기와의 사이에서 강제적으로 열교환을 하는 전열교환기 및 냉동기나 보일러도 보기에 따라서는 아주 훌륭한 열교환기라고 할 수 있습니다.

열교환기의 능력을 나타낼 때는 1시간당 얼마 만큼의 열량을 주고 받는지를 표시합니다.(kcal/h) 그러나 실제로 이것만으로는 충분치 않으므로 냉각코일이나 가열코일에서는 통과하는 공기의 양이나 속도로 그 수치를 표기하며, 코일의 열수도 나타내 줍니다. 또한 열교환기에서는 코일의 수량이나 외형치수, 튜브의 직경이나 개수 등도 함께 나타내어 두는 것이 보통입니다.