열교환기의 선정

열은 여러 가지 것 중에 들어가서 같은 장소에 오랜 시간 머물거나 혹은 곧 나와 버리거나 합니다. 공기조화설비에서는 열교환에 의해 물이나 공기에 열을 주거나 빼앗거나 합니다. 넓은 의미의 열교환기는 물, 공기, 냉매, 증기 등의 열 매체를 서로 섞은 일없이 이 열교환기를 매개하여 한쪽 매체에서 한쪽 매체로 열을 전하는 것을 총칭하여 부르는 것입니다. 따라서 그와 같이 해석하면 냉각코일, 가열코일, 냉동기의 냉각기, 응축기 등도 훌륭한 열교환기입니다. 그리고 아주 넓은 의미로는 예를 들면 물과 공기를 서로 섞어서 물의 증발 잠열을 빼앗는 것에 의해 냉각을 하는 냉각탑이나 냉각감습을 한는 에어워셔, 공기세정기 등도 일종의 열교환기입니다. 단 따뜻한 물을 식히기 위해 찬물을 혼합시키거나 찬 공기를 데우기 위해 따뜻한 공기를 서로 섞는 것만으로는 열교환기라 할 수 없습니다. 열교환기는 2가지 열매체 사이에서 가장 효율이 좋게 열교환을 하는 중개 역할을 해냅니다. 공조설비에서는 보통 증기로 물을 가열하고 온수를 만드는 기기를 열교환기라 부르고 있지만 최근은 보다 차가운 물로 다른 계통의 물을 차게하는 기기를 가리키는 것이 있습니다. 후자의 경우는 보통 이것을 물-물 열교환기라 불러서 전자와 구별하고 있습니다. 

증기-물 열교환기는 증기의 양을 조절하여 온수출구온도를 일정하게 하거나 또는 변화시키는 것이 가능합니다. 튜브속에 들어있는 수량이 적으므로 온수온도를 쉽게 바꿀 수 있습니다. 증기-물 열교환기를 일반적으로 저탕조 또는 스토리지 탱크라 부르며 위생설비의 급탕용으로 사용되고 있습니다. 이것은 탱크 중에 탕이 가득 들어 있어서 필요에 따라 곧 탕을 낼 수가 있습니다만 탕의 온도를 바꾸고 싶을 때에는 시간이 걸립니다. 물-물 교혼기는 큰 동체 중에 튜브 또는 코일을 넣은 것과 플레이트라 하여 수많은 플레이트 사이를 교차하여 물을 통하도록 한 것으로 두 가지로 구별할 수가 있습니다. 물-물 열교환기는 냉각시키는 측 물과 냉각되는 측 물의 온도차가 적기 때문에 열을 전하는 면적, 즉 전열면적이 아주 크게 필요하여 같은 냉각능력의 냉동기와 같은 정도의 크기로 되는 수가 많습니다. 코일 청소를 위해 뽑아내는 스페이스는 쉘앤드튜브형의 경우는 옆으로 됩니다만 스파이럴 코일형은 코일을 그대로 위로 달아 올리는 것처럼 끌어냅니다. 양쪽 모두 냉각시키는 측 물과 냉각되는 측 물이 두 장의 판사이를 서로 반대방향으로 흘러서 열교환하는 향류형이며 온도차가 적은 물 사이에서도 유효하게 열교환 할 수 있으므로 크기는 아주 작아도 되는 이점이 있습니다. 

열교환기를 선정하는 경우, 우선 어떤 종류의 열 매체로부터 어떤 종류의 열 메체로 열을 이동하고 싶은 지를 정해야 합니다. 다음으로 온도 몇 도의 매체를 얼마만큼 쓰고 몇 도의 온도인 매체를 얼마만큼 만들고 싶은가를 정합니다. 교환열량은 최초부터 정해져 있으며 평균온도차는 일차측의 열매 출입구온도 및 열교환기 종류에 따라서 정해집니다. 튜브 전열계수는 열교환기 종류와 사용 열매체가 정해지면 결정할 수 있습니다. 열교환기 종류에 따라서 튜브 전열계수 값이 달라지는 점과 더구나 평균온도차도 플레이트형인 경우는 향류로 함에 따라서 아주 작게 잡을 수가 있는 것입니다.