熱交換器とは？基礎知識と種類・用途について

コラム（技術情報）

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2026.10.05

本記事では、熱交換器の基礎知識・種類・用途をわかりやすく整理し、これから熱交換器について理解を深めたい新人技術者から、現場で設備を扱う担当者、導入を検討する発注側の方まで広く役立つ内容をご紹介します。

熱交換器とは、温度が高い物体から低い物体へ効率よく熱を伝導させる機器のことを言います。車のラジエーター、冷蔵庫、クーラーなど、私たちの身近な設備にも使われています。

効率よく熱を伝えるために液体が使われることが多く、工場設備・食品加工・半導体製造・空調など幅広い産業で活躍しています。

主な使われ方　＜液体×気体＞

伝熱管に伝熱板を取り付け、面積を増やした熱交換器です。伝熱管内の水・蒸気・油などの液体と、伝熱管外の空気やガスなど気体の熱交換を行います。エアコンはこのタイプの熱交換器です。

フィンチューブ式熱交換器

主な使われ方＜液体×液体＞

液体から液体に熱交換を行う代表的な熱交換器です。筒と管の中に温度が異なる液体を流し、加熱や冷却のための熱交換を行います。

多管式熱交換器_シェル＆チューブ式

主な使われ方＜気体×気体＞＜液体×液体＞

気体から気体、液体から液体の熱交換を行う2種類の熱交換器があります。いずれも伝熱板となる凸凹にプレスした金属のプレートを重ね合わせ、温度差を利用して流体が流れる仕組みです。

プレート式熱交換器

形や素材によって「コイル式」、「渦巻き式」、「ジャケット」、「非金属熱交換器」などさまざまな種類の熱交換器があります。フィンチューブの最新型熱交換器も登場しています。

その他の熱交換器

一般的にはあまり知られていない熱交換器ですが、わたしたちの生活に欠かせないエアコン・自動車・給湯器・ビニールハウスなど身近なものから、排水や排ガスの排熱を再利用する省エネと環境にも活躍している熱交換器の用途を詳しく解説します。

気化による冷却や熱交換による加熱・冷却は熱交換器本来の性質を活かし、冷凍機・食品製造・化学薬品製造などで利用されています。

凝縮器	冷却された気体が液体に変わる「凝縮」は、熱交換により気体を冷却することで起きます。もっともよく利用されるのは、水蒸気を凝縮させ、水に変える装置です。
蒸発器	液体を加熱し、気化させる蒸発を熱交換によって行う加熱プロセスです。蒸発器の身近な例では、ガスで熱したヤカンがあります。
冷却塔	屋外より高温の流体を屋外に放出し、自然に物質の熱を冷却する仕組みです。降りそそぐ太陽熱を放射する地球そのものが、巨大な熱交換器といえます。
加熱塔	冷却塔とは逆に屋外より低温の物質を屋外に設置し、自然に物質を加熱する仕組みです。

給気予熱器・給水予熱器・水冷壁・煙管・過熱器・再熱器など、排ガスの熱を再利用し燃料消費を大幅に削減します。

給気予熱器	ボイラーの排ガスの熱を利用して燃焼する空気を温めます。燃料の消費を大幅に削減することができます。
給水予熱器	ボイラーの排ガスの熱を利用してボイラーで供給する水を温めます。同じく燃料の消費を大幅に削減することができます。
水冷壁	液体を加熱し、気化させる蒸発を熱交換によって行う加熱プロセスです。蒸発器の身近な例では、ガスで熱したヤカンがあります。
炉筒	燃焼室の外側全体が炉筒となり、冷却水を温めます。現在ではあまり利用されなくなっています。
煙管	燃焼室の排気ガス管に水管を通し、排気熱で水を加熱します。もっとも原始的な排気ガスの再利用法と思われます。
過熱器	飽和した蒸気をさらに加熱し、高温の水蒸気にします。沸騰する温度より高くなるため、タービンを回す装置に適しています。発電機などに利用されます。
再熱器	タービンを回した蒸気を再び加熱し、水蒸気にして再熱サイクルタービンを回すのに利用します。水蒸気を燃料として効率良く利用することができます。発電などでよく利用されます。

蒸気発生器や復水器など、発電効率を左右する重要設備です。

蒸気発生器	原子炉で使用されています。原子炉の熱を一時冷却した循環水で、二次冷却の軽水を沸騰させ、高圧の蒸気を発生させて蒸気タービンを回します。
復水器	タービンやシリンダーを回した水蒸気を冷却し、水にする装置です。

ファンコイルユニット、室内機、放熱器、放熱パネルなど、冷風・熱風を送風によって作り出します。

ファンコイルユニット	水と空気によって送風を熱風や冷風に変えます。暖房や冷房に使用されている送風機とエアフィルタに付いています。
室内機	送風機とエアフィルタ付きの冷媒、空気による熱交換を行います。暖房や冷房に使用されます
放熱器	水蒸気や高温の水を利用し、自然の対流や放射により冷却を行います。
放熱パネル	放射熱により熱伝導を行い、床暖房などに利用されます。表面積が大きいのが特徴で、自動車のラジエーターが分かりやすい例です。

全熱交換器・顕熱交換器により、排気と給気を熱交換し省エネを実現します。

全熱交換器	排熱と同時に湿気を外気と交換することができます。
顕熱交換器	湿気を排出することで、温度を一定に保つことができます。