エアコンプレッサーのインタークーラーとアフタークーラーの比較
エアコンプレッサーのインタークーラーとアフタークーラーの比較
インタークーラー
インタークーラーは、マルチステージエアコンプレッサーの段階の間に配置される熱交換器です。その主な機能は、圧縮の第2段階に入る前に第1段階で圧縮された空気を冷却することです。たとえば、2ステージの空気圧縮機では、空気が最初に一次段階で圧縮され、次にインタークーラーを通過して温度を下げます。この冷却された空気は、第2段階でさらに圧縮されます。インタークーラーは、異なる圧縮段階の間にある空気圧縮機ユニット内にあります。
アフタークーラー
一方、アフタークーラーは、エアコンプレッサーの出力に配置されます。空気がすべての圧縮段階を通過し、最終的な排出圧力に達した後、アフタークーラーに入ります。アフタークーラーの役割は、終わりまで届けようとしている空気を冷却することです - 空気圧ツール、貯蔵タンク、圧縮空気を必要とするプロセスなど、アプリケーションを使用します。これは、圧縮の最終段階の後にあるAir Compressorの冷却システムの最後のコンポーネントです。
冷却目的と利点
インタークーラー
圧縮効率の向上：圧縮段階間の空気を冷却することにより、インタークーラーはその後の圧縮段階に必要な作業を減らします。理想的なガス法（PV {= nrt）によると、空気を冷却すると（一定の圧力で）体積が減少します。つまり、さらに圧縮するための作業が少なくなります。たとえば、2つのステージコンプレッサーでは、インタークーラーは、インタークーリングなしの単一ステージコンプレッサーと比較して、コンプレッサーの全体的な消費電力を15 - 20％まで減らすことができます。
過熱の予防：空気を圧縮すると熱が発生します。空気がステージ間で冷却されていない場合、温度はコンプレッサーコンポーネントに損傷を与える可能性のあるレベルに上昇する可能性があります。インタークーラーは、温度を安全な動作範囲内に保つのに役立ち、それによりコンプレッサーの耐久性と信頼性が向上します。たとえば、高圧空気圧縮機では、インタークーラーは温度がコンプレッサーのバルブとピストンの材料の温度制限を超えるのを防ぐことができます。
アフタークーラー
水分の除去：空気が圧縮されると、その露点が上昇します。コンプレッサーからの熱い圧縮空気がアフタークーラーで冷却されると、空気中の湿気が燃えます。これは、下流の機器または貯蔵に入る水蒸気の量を減らすため、有益です。たとえば、空気圧系では、圧縮された空気中の水は、パイプの腐食や空気圧ツールの損傷を引き起こす可能性があります。アフタークーラーを使用することにより、水分量を大幅に減らし、圧縮空気の品質を向上させることができます。
強化された最終使用パフォーマンス：圧縮空気の多くの最終使用アプリケーションでは、空気が低い温度である必要があります。たとえば、スプレー - 塗装ブースでは、塗料の霧化と品質を改善するために冷たい空気が不可欠です。アフタークーラーは、そのような用途に適した温度に空気を冷却し、圧縮空気を使用して機器の全体的な性能を改善します。
設計および熱伝達メカニズム
インタークーラー
コンパクトデザイン：インタークーラーは、コンプレッサーハウジング内に統合されているため、比較的コンパクトになるように設計されています。彼らは通常、アフタークーラーと比較してより小さな熱交換エリアを持っています。設計は、限られたスペースでの効率的な熱伝達に焦点を当てています。彼らは通常、フィンアンドチューブまたはプレートアンドフィンの熱交換器のデザインを使用します。フィンアンドチューブのインタークーラーでは、熱気はフィンに囲まれたチューブを通過します。フィンは、通常は空気または水である冷却媒体への熱伝達のために表面積を増加させます。
高圧設計：インタークーラーは、2つのコンプレッサーステージ間の高圧差に耐えることができる必要があります。建設で使用される材料は、強度と圧力耐性の特性のために選択されます。チューブと全体的な構造は、圧縮プロセス中に発生する脈動する高圧気流を処理するように設計されています。
アフタークーラー
より大きな熱交換エリア：アフタークーラーは通常、コンプレッサーから排出される空気の全容積を比較的低い温度に冷却する必要があるため、通常、より大きな熱交換エリアを持っています。シェルアンドチューブ、プレートタイプ、空冷フィンアンドチューブなど、さまざまな熱交換器デザインを使用できます。シェルアンドチューブのアフタークーラーでは、熱い圧縮空気がチューブを通過し、冷却媒体（通常は水）がチューブの周りのシェルを循環して熱を吸収します。
凝縮液排水：アフタークーラーは、凝縮液排水システムで設計されています。アフタークーラーの冷却プロセスは水分を凝縮させるため、この水をシステムから排出する方法が必要です。排水システムは通常、排水バルブと収集チャンバーで構成されており、凝縮水が定期的に除去されて、圧縮された空気流に入るのを防ぎます。
