シェル&チューブ熱交換器からの切替を考えている方へ

生産効率を落とすことなくサイズダウンができる熱交換器を紹介しています。新しい熱交換器がサイズダウン出来れば、導入・運用に関わるコストの削減につながります。

シェル&チューブからの代替で
無理なくサイズダウンが叶うのは?

プラント内の限られたスペースを大きく使い、日々の清掃に加えて、定期的なメンテナンスに大きなコストがかかるシェル&チューブ式熱交換器。

熱交換器の効率化やコスト削減を実現するためには、熱交換器の切り替えが重要です。熱交換器を切り替えることで設置スペースを削減でき、空いたスペースを有効に活用できます。
また、メンテナンスなどの運用・保守コストの削減も実現可能でしょう。ただ、熱交換器を切り替えたことで能力が下がってしまっては意味がありません。

能力を下げることなく、サイズダウンや運用・保守コストの削減を図るためには、プレート&シェル式熱交換器かプレート式熱交換器がおすすめ。

その2タイプの熱交換器とシェル&チューブ式熱交換器のサイズや性能、メンテナンス・整備しやすさなどで比較しています。
※調査時期:2021年4月

熱交換器をタイプ別に比較

プレート&シェル式
熱交換器
(PSHE)
プレート式
熱交換器
(PHE)
シェル&チューブ式
熱交換器
(SHE)
プレート&シェル式熱交換器
画像引用元:三和テスコ公式サイト
(https://www.sanwa-tesco.co.jp/
products/pshe/)
プレート式熱交換器
画像引用元:まごころネット
(https://hisaka-magokoro.com/
shop/g/gUX-005-J-12-SUS316-EPDM/)
シェル&チューブ式熱交換器
画像引用元:神威産業公式サイト
(http://www.kamui.co.jp/
products/shell_and_tube/)
特徴 SHEとPHEの良いとこどり
コンパクトかつメンテナンスフリー
小さい温度差でも性能を発揮
設置後にプレート増減できる
流体の種類や温度、圧力を選ばない
高い信頼性を持つ
設置スペース 同等能力のSHEと比較して
およそ1/5
同等能力のSHEと比較して
およそ1/3~1/5
現状使用しているSHEと同等の
スペースが必要
重量 同等能力のSHEと比較して
軽くなる
同等能力のSHEと比較して
軽くなる
現状使用しているSHEと
同程度
設置向き 縦横自在 縦置 横置
設置時の
重機使用
不要 必要なケースあり 必要なケースあり
最大圧力 10Mpa 4.0Mpa 10Mpa
最高温度 550℃ 180℃ 600℃
能力増強 不可
※ガスケットタイプ
不可
高粘度流体の
熱交換
不可
分解メンテ 不可
※不要

※ガスケットタイプ
不可
セルフ
クリーニング
機能
清掃頻度 少ない 多い 多い

紹介している3種類の熱交換器を解説

プレート&シェル

同効率のシェル&チューブ式熱交換器と比較して、おおよそ1/5にサイズダウンできるのが特徴です。非常にコンパクトな熱交換器なので、設置場所を大きく取る必要が無く、設置に重機も不要なので、設置費用の削減が可能です。

シェル&チューブ式熱交換器の場合、チューブが劣化により破損すると性能が低下していきますが、プレート&シェル熱交換器はプレート間で複雑な乱流を生み出せるために汚れ難いことも特徴の一つ。

仮に汚れが付いたとしても、乱流によって汚れが流されやすいため、日々の清掃や定期メンテナンスのコスト削減も期待できます。

また、ガスケット不要で熱応力が一か所に集中しない円形プレートを採用しているので、プレートの破損による交換も回避できます。

FV~10Mpaまでの圧力と-80℃~550℃の熱に耐えられることも特徴の一つ。激しい温度変化や凍結にも対応できる耐久性は、運用コスト削減に大きく貢献できるでしょう。

現状の熱交換器からのサイズダウンや導入コスト・運用コストの削減が必須の企業であれば、検討の価値があります。

プレート&シェル式熱交換器のメーカーはこちら!

シェル&チューブ式熱交換器とプレート式熱交換器の特徴を併せ持つ、プレート&シェル式熱交換器を扱っているのは国内では三和テスコのみ。2021年5月時点

三和テスコのプレート&シェル式熱交換器は、シェル&チューブの利点である高い耐圧性や高耐熱性、プレート式の利点である軽量でコンパクト、低温度差でも充分に活用できるというメリットを併せ持った製品です。

自社のプラントに導入できるかどうか、まずは問い合わせてみてはいかがですか。

プレート

シェル&チューブ式熱交換器と比べると、コンパクトなプレート式熱交換器。ガスケットタイプとブレージングタイプがあります。

ガスケット式であれば、伝熱プレートの枚数を追加・削減が可能。設置した後でも必要な熱交換能力に合わせてカスタマイズできます。

メンテナンスに関しては、自社で分解することもできますが、無用なトラブルを防ぐためにも、製造メーカーとの保守契約を結ぶのがベター。保守契約を結んでおけば、ガスケットの交換や能力増強も対応してもらえます。

一方、ブレージングタイプは銅やニッケルろう材により溶接しているため、よりコンパクトに設置できます。

ろう付けしていることで分解してメンテナンスできないため、ポンプや洗浄液による定期的な清掃が不可欠。ただし密閉されているので、流体漏れは心配ないでしょう。

プレート式熱交換器のメーカーはこちら!

プレート式熱交換器を扱っているメーカーは、日阪製作所や神威産業、アルファ・ラバルなど数社あり、ガスケット式に注力している会社と、ブレージング式に注力している会社に分かれます。

どちらのタイプにもメリット・デメリットがありますので、まずはメーカーへ問い合わせてプラントに組み込めるか、確認しましょう。

日阪製作所

伝熱プレートを薄くすることで軽量&コンパクトを実現。性能も確保しているため、熱交換器の省スペース化を図りたい企業におすすめです。

神威産業

流体の乱流効果により伝熱効率をアップ。伝熱に必要な面積を縮小することでコンパクト化を実現しています。

シーテック

気体から気体へと熱交換させる場合は多管式熱交換器よりもコンパクトな設計が可能。そのため軽量化したい場合にもおすすめです。

ゼンシン

ガスケットタイプとブレージングタイプを用意。とくにブレージングタイプはコストパフォーマンスに優れているのが魅力的。

アルファ・ラバル

ブレージングプレート式熱交換器の製造にとくに力を入れており、銅製やコンパクト設計など幅広い種類をラインアップ。

ハシテック

ガス-ガス用や液-液用のプレート式熱交換器を扱っており、ガスケット交換などのメンテナンスにも対応可能。

シェル&チューブ

古くから使用されてきたシェル&チューブ式熱交換器。多管式熱交換器とも呼ばれ、低圧から高圧まで幅広く活用できます。

構造はシンプルなつくりになっており、太い円柱状の胴体(シェル)の中に複数の円管(チューブ)を配置しています。ただし並行流のため高温側と低温側で大きな温度差が必要。大きく分けると固定管板式とU字管式、遊動頭式に分類されます。

シェル&チューブ式熱交換器は幅広い条件で使用できる強みがあるものの、プレート式と比較するとサイズが大きい・シェルやチューブの洗浄が難しい場合があるなどのデメリットも抱えています。

さまざまなメーカーがコンパクト化したシェル&チューブ式熱交換器を開発していますので、チェックしてみるのもおすすめです。

シェル&チューブ式熱交換器のメーカーはこちら!

シェル&チューブ式熱交換器を扱っているメーカーでは、神威産業や山一製作所のほか、クロセやシーテックなどの数社が挙げられます。

神威産業

チューブメーカーと協力し、「φ8mmフィンチューブ」を用いています。極細のチューブがコンパクト&軽量化を実現。

山一製作所

チタン管を採用しており、軽量を実現しながらも強度や耐食性も確保。激しい温度差のある環境でも使用できます。

クロセ

熱交換器の豊富なノウハウを生かしており、強度や耐震性に優れているのが特徴。蒸留設備やベントコンデンサーなどに用いられています。

シーテック

自動洗浄効果をもつコンパクト型のシェル&チューブ式熱交換器を扱っており、スピーディな納品が可能。

メンテナンスフリーの熱交換器を選ぶべき理由

熱交換器を故障や詰まり、エネルギーロスを避けるためには、定期的なメンテナンスが重要です。メンテナンスにはメーカーに依頼する方法と普段から行う方法がありますが、費用や手間がかかります。

そこでおすすめなのが、メンテナンスフリーの熱交換器。メンテナンスにかかる手間や費用を削減するために、点検や交換などが不要な熱交換器を選びましょう。

熱交換器メーカーリスト

産業用熱交換器を扱っている会社26社をピックアップ。各社の特徴を紹介しています。

三和テスコ

1918年に創業した鉄の溶接・加工・組み立てを行なう老舗企業。
2007年にフィンランドの熱交換器メーカー・バーテルス社と協業協定を結び、国内でプレート&シェル式熱交換器の取り扱っています。
プレート&シェル熱交換器導入によるメンテナンスコストの削減や、運用効率の向上を提案しています。

主な納入実績

  • 各種プラント設備
  • オフショア・船舶設備
  • 冷凍設備
  • 空調・冷暖房設備

日阪製作所

主にプレート式熱交換器を取り扱っている世界的な熱交換器メーカーです。
プレート式熱交換器の通販サイトや熱交換器の理解を深められる熱交ドリルを展開。
熱エネルギーの有効活用とエコロジーに尽力し、様々な産業分野にアプローチしているのが特徴です。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

神威産業

シェル&チューブ式熱交換器やプレート式熱交換器を取り扱っています。
丁寧なヒアリングを通して企業の課題を的確に把握することで、最大限メリットを感じられるように熱交換器を設計・製造しています。
メンテナンス体制もしっかりしているので、万が一システムトラブルが発生しても安心です。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

山一製作所

1978年にチタン専門の部署を設け、チタンの専門家を自認する山一製作所。
耐食性・耐久性に優れるチタンの特性を活かして多彩な熱交換器を開発しています。
加工技術に自信を持っており、各企業・プラントごとにニーズに沿った設備を提案してくれるでしょう。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

クロセ

スパイラル式熱交換器の開発・製造を行っているメーカーです。豊富なノウハウを持っており、惜しみなくその知識を提供しているのもひとつのポイント。
セミナーや商品説明会を開催することで、より多くの人に正確な知識を与えています。
自社に合った熱交換器の選択はとても難しいものですが、不安や疑問を解消する場を設けているのは嬉しい限りです。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

シーテック

2018年に設立された新進の熱交換器専業メーカー。
シェル&チューブ式やフィンチューブ式、プレート式、タンク・コイル式など、幅広いタイプの熱交換器を用意しています。
熱交換器を最適化するために対面での打ち合わせにこだわり、プロセス全体を確認することで条件や用途を的確に把握・提案しています。

主な納入実績

  • 化学プラント
  • ゴミ処理施設

勝川熱工

プレート式熱交換器やシェル&チューブ式熱交換器などを取り扱う、1934年創業の熱交換器メーカー。
80年以上の実績とノウハウを持ち、技術力や品質、納期に自信を持っています。
迅速なレスポンスを徹底し、多彩なユーザーニーズに対応可能です。

主な納入実績

  • 地熱を用いた木材乾燥設備

ゼンシン

国内五大都市に拠点を持ち、官公庁や多彩な施設への導入実績がある熱交換器メーカー。
経済的な熱利用を可能とする、独自技術をもちいて、コストパフォーマンスの高い省エネ設備を提案しています。
大阪を中心にメンテナンス体制も整えているので、万が一アクシデントが発生しても迅速に解決できるでしょう。

主な納入実績

  • 北海道警本部庁舎
  • 東北電力仙台火力発電所
  • 国立がんセンター

アルファ・ラバル

スウェーデンで技術者のグスタフ・デ・ラバル氏とオスカー・ラム氏が1883年に立ち上げた熱交換器メーカー。
約100ヶ国(2021年5月時点)で事業を展開し、各地の熱ソリューションをサポートしている企業です。
プレート式熱交換器を取り扱っており、徹底したメンテナンス体制により、たとえ小さな修繕作業でも真摯に対応しています。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

住友精密工業

国内大手・住友グループに属する熱交換器メーカー。
豊富なコルゲートフィンを所有しているため、多彩な要望に対して柔軟に対応可能です。
住友精密工業では培った実績やノウハウを基に、企業ニーズにマッチする熱交換器を提案しています。

主な納入実績

  • 各種プラント

ハシテック

熱交換器の設計から製造、設置工事、メンテナンスまで対応できる2012年設立の熱交換器専門メーカー。
各社の環境に合わせた製品をオーダーメイドできるので、効率的な熱エネルギー利用を相談できます。
シェル&チューブ式やプレート式、フィンチューブ式、投げ込み式など、幅広い熱交換器を取り扱い、多彩な要望に対応しています。

主な納入実績

  • 化学プラント
  • ゴミ処理施設

アタゴ製作所

1970年の創業当時からガスバーナーの設計・製造を経て、現在は熱交換器の開発・設計・製造が主力。
熱交換器の製作ではシェル&チューブ方式・プレート式・フィンチューブ式のほか要求仕様に合った形状にも対応可能。試作品の製作も依頼できます。

主な納入実績

公式サイトに記載がありませんでした。

藤産業

1979年に創業して以来、シェル&チューブ式熱交換器や二重管熱交換器の設計・製作を行っています。中小型の産業用のオーダーメイド(製作品)熱交換器の設計も行っており、技術力に優れているのはもちろん、顧客ニーズに沿ったサービス提供が可能です。

主な納入実績

公式サイトに記載がありませんでした。

ティラド

耐久性と機能性に優れたプレート型熱交換器を開発するティラド。創業は1936年と歴史があり、「限りなく広がる熱エネルギー交換技術に夢を託して」というコンセプトのもと熱交換器業界の一線で活躍し続けるメーカーです。日本国内のみならず世界にも拠点をもっており、自動車技術分野を得意としています。

主な納入実績

  • 自動車・二輪車メーカー
  • 建築機械メーカーなど

前田鉄工所

タービュレンスプロモーター(乱流効果促進材)効果のあるタビレントチューブを独自開発。タビレントチューブを用いた熱交換器のほか、複数種類の熱交換器を取り扱っています。メンテナンスや保守点検整備にも対応しているため、導入後も安心して使用できるでしょう。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

ベルテクノ

ステンレス製タンクの開発・製造をメインに行っており、多管式熱交換器(シェル&チューブ)とプレート式熱交換器を取り扱っています。いずれもステンレス製のため錆びにくく腐食しにくいのがメリット。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

大生工業

国内・海外に多数の販売代理店を設置している大生工業では、シェル&チューブ式と空冷式の熱交換器を用意しています。シェル&チューブ式では小型固定管板式や小型遊動管板式のほかタンク直付型U字管タイプ、温度調整弁付きタイプ、さらに海水で使用できるタイプも設計製作しており、さまざまな用途に対応しています。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

リガルジョイント

高効率・省スペース・高耐久を実現したシェル&チューブ式熱交換器の設計製作を行っています。二重管式高効率熱交換器のほか大流量にも対応できる多管式高効率熱交換器があり、家庭用燃料電池システム「エネファーム」の小型高温ガス冷却器に用いられる部品として多くの納入実績をもっています。

主な納入実績

  • 家庭用燃料電池システム「エネファーム」の小型高温ガス冷却器

熱研産業

プレート式や楕円チューブ式、コルゲートチューブ式、チャンネル式、輻射式などさまざまな熱交換器を取り扱っています。独自開発したエレメント形状・構造やダスト対策によって、長寿命も実現。熱交換器 のダスト搔き落とし装置では特許を取得するなど、熱交換器メーカーとして実績のある会社です。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

高砂熱学工業

1923年に設立されて以降、空調設備関連の事業を行ってきた高砂熱学工業。熱交換器ではアルミプレート式熱交換器を取り扱っており、温度交換効率アップを実現しています。エポキシコーティングによって耐蝕性も確保しており、サイズも豊富に用意。さまざまな設置環境や用途に適しているでしょう。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

松澤製作所

1961年の創業以来、熱交換器の設計・製作を行ってきました。フィンチューブ式熱交換器とシェル&チューブ式熱交換器を扱っており、修理やメンテナンスにも対応可能。創業から60年以上に渡って培った技術とノウハウを活かしたサービスを提供してくれます。
熱交換器の仕様やサイズは要望に合わせてくれるため、まずは相談してみると良いでしょう。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

TKファクトリー

チタンやステンレスなどの特殊材料の加工が得意なTKファクトリー。熱交換器ではコイル式と投込式のタイプを扱っており、チタンやステンレス、フッ素樹脂製などを用いて高耐食性を実現しています。形状や設計は相談可能。また、出荷前には圧力検査を行い、信頼性の高い製品を納入しているのも魅力です。

主な納入実績

公式サイトに記載ありませんでした。

木村化工機

創業90年以上の歴史をもち、固定管板式・Uチューブ型・遊動頭型などの多管式熱交換器のほか顧客の要望に沿った熱交換器製作を行っています。
高耐食材料での製作や伝熱計算プログラム「HTRI」を用いた機器設計が可能。耐薬品性に優れたETFE樹脂焼付ライニング多管式熱交換器を他社と共同開発した実績もあります。

主な納入実績

公式サイトに記載がありませんでした。

井上ヒーター

熱交換器メーカーとして50年以上の実績をもっており、主にフィンチューブ式熱交換器を取り扱っています。熱交換器には井上ヒーターのこだわりが詰まっており、格子配列のチューブで異物が留まりにくいようにしていたり、熱膨張対策も実施。ステンレスや銅を用いた製作など、ニーズに沿った対応が可能です。

主な納入実績

  • 機械・金属
  • 食品・薬品
  • 化学工場など

森松工業

1947年に創業し、ステンレスタンクの製造などで実績を積んできました。熱交換器では建築設備向けに多管式やプレート式、スパイラル式の3タイプを用意。なかでも圧力損失を抑えながらも高伝熱性を確保したプレート式熱交換器は、コンパクトなうえメンテナンスも簡単。導入しやすい点も魅力的です。

主な納入実績

公式サイトに記載がありませんでした。

多田電機

東洋電機から熱交換器事業を継承して以降、熱交換器や部品製造をメインに行ってきました。そのため取り扱う熱交換器の種類は多岐に渡り、発電・変電分野や食品産業、鉄鋼産業や化学産業など幅広い分野で活用されています。プレート式やフィンチューブ式、プレートフィンなどの熱交換器製作に対応可能。

主な納入実績

  • 発電・変電
  • 食品産業
  • 鉄鋼産業など

熱交換器の種類

国内で使用されている主な熱交換器をピックアップ。併せて各タイプのメーカー・販売企業も併せて紹介しています。

プレート&シェル

同効率のシェル&チューブ式熱交換器に比べておよそ1/5までサイズダウンが可能。サイズが小さい分、高価な材料での製作が必要でも低コスト化が可能です。

また構造上、乱流が発生しやすいのでセルフクリーニング効果を得られます。それにより、メンテナンスにかかるコストや手間を削減できるでしょう。

流体同士がプレート間を流れるために温度差が小さくても熱交換が可能。円形プレートの採用により、応力をプレート全体に均一に分散でき、高い耐久力があります。

シェル&チューブ

多管式熱交換器とも呼ばれ、工作機械や蒸気過熱器・復水器、医療機械など、幅広い産業分野で導入されている熱交換器です。

構造がシンプルで対応できる圧力領域が広く、鉄やステンレスなど製作のための材料も様々。

並行流での熱交換となるため、流体同士の温度差が大きい場合に能力を発揮できます。

プレート

伝熱プレートを重ね、プレート間を流体が流れる仕組みの熱交換器。伝熱プレートを増減することで、自由に伝熱面積を変更可能です。

乱流を起こせる構造なので、シェル&チューブ式より優れた統括伝熱係数を得られます。

対向流による熱交換が可能で、流体同士の温度差を1℃まで近づけられます。

スパイラル

伝熱部に渦巻き状の金属板を巻き付けて熱交換を行なうスパイラル式。これにより乱流を生み出せるため、高い伝熱性と自己洗浄作用を併せ持っています。

板幅や板の間隔を柔軟に変更できるため、様々な条件・用途に合わせて設計・製造しやすい熱交換器です。

固形物を含む流体に対応できるほか、効率を落とさずにサイズダウンも可能です。

フィンチューブ

基本的な構造はシェル&チューブ式と同様ですが、金属製のチューブにフィン(薄板)を取り付けたものを指します。

フィンがあることで伝熱面積が増え、効率よく熱エネルギーを伝えられます。フィンの取り付けピッチや寸法をある程度自由に設計でき、サイズダウンも可能。

気体同士、あるいは気体を用いた熱交換に適しています。

その他の熱交換器

これまでに挙げた以外の熱交換器についても紹介しています。

コイル状に巻いた伝熱管に流体を流して熱効率を高めるコイル式や、流体のつまりが生じにくく、設計自由度が高い二重管式、液体が入ったタンク等に管状の熱交換器を沈める投込式など、様々な熱交換器が開発・販売されています。

熱交換器とは

温度の異なる水や空気を混ぜ合わせずに熱エネルギーの移動や交換を行える熱交換器。ラジエーターやエアコンの室内機などに活用されています。
また、熱交換器には省エネを実現できるメリットがあり、さまざまな産業分野で用いられているのも特徴。
熱交換器導入のメリットや熱交換器の仕組み、熱交換器を使用する施設や機器などを紹介します。

熱交換器はどのような仕組みになっているのでしょうか。熱交換器の隔壁(間接)方式や直接接触方式、熱を移動させる仕組み、熱交換量をアップさせる方法などを解説します。

熱交換器は温度差のある2種類の流体の熱交換を行う機器です。ここでは、熱交換器の役割や用途、伝熱の種類、熱交換器を利用する機器や施設などを紹介します。

熱交換器の素材には耐食性や強度が求められます。また、熱伝導性や加工のしやすさも重要なポイント。そこで、熱交換器に使われる素材やその特徴についてまとめました。

熱交換器の能力が落ちてしまった・既定の流量が流れていないなどの悩みをもつこともあるでしょう。また、設置に必要なスペースや熱交換器をコンパクトにする方法など、熱交換器に関する疑問と解説をQ&A方式で紹介します。

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