業務用冷凍設備のシステムでは、コンデンサー冷凍機の中核部品の一つであり、冷凍効率と機器の安定性を左右します。主な機能は冷凍であり、その原理は次のとおりです。圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒蒸気を熱交換により中温高圧の液体に変換し、その後の蒸発器での冷媒の吸熱・蒸発を促し、冷却・冷凍を実現します。一般的なコンデンサーの種類には、以下のものがあります。フィンチューブコンデンサー、ワイヤチューブコンデンサー、チューブシートコンデンサー。
欧米の大型スーパーマーケットでは、冷蔵キャビネットや冷凍庫から大型冷蔵倉庫に至るまで、あらゆる冷凍設備の冷凍効果、エネルギー消費量、そして耐用年数は、コンデンサーの性能に直結しています。コンデンサーに放熱効率不足、スケール付着、目詰まりなどの問題が発生すると、設備の冷凍能力の低下やキャビネット内の温度変動を引き起こし、食品の鮮度保持品質に影響を与えるだけでなく、コンプレッサーの運転負荷が増加し、消費電力が大幅に増加し、設備全体の耐用年数が短縮されることもあります。
コンデンサーは幅広い用途があり、主に以下のような主要な冷凍機器に使用されています。卓上冷凍庫、アイスクリームキャビネット、製氷機、スーパーマーケットの縦型飲料冷蔵陳列棚、ケーキキャビネット、ビールキャビネット、家庭用冷蔵庫など食品の鮮度保持や冷蔵に重要な役割を果たします。
1. フィンチューブコンデンサー：効率的な放熱のための主流の選択肢
そのフィンチューブコンデンサー最も広く使用されているコンデンサーの一つです。その中心構造は銅管（またはアルミニウム管）と金属フィンで構成されています。滑らかな金属管の外表面に高密度のフィンを追加することで、放熱面積が大幅に増加し、熱交換効率が向上します。
構造上の特徴としては、フィンの材質は主にアルミニウムですが、一部の高級機器では銅フィンが使用されています。アルミニウムフィンは低コストと軽量という利点から主流となっています。フィンと銅管の接続方法は、主にフィンプレス法、フィンラッピング法、およびフィンラップ法があります。フィンローリング法中でも、フィン圧延工法は、フィンが銅管と密着しているため、熱抵抗が低く、放熱効率が高いため、中高級スーパーマーケットの冷蔵設備に広く採用されています。
さらに、フィンチューブコンデンサーは、様々な冷凍設備の設置要件を満たすために、空冷式と水冷式に分けられます。空冷式は追加の水循環システムを必要とせず、設置の柔軟性が高いため、スーパーマーケットの冷蔵キャビネットや小型冷凍庫などに適しています。水冷式は放熱効率が高いですが、より高い水質が必要であり、冷却塔の設置が必要です。主に大型スーパーマーケットの中央冷凍システムや高負荷冷凍設備に使用されています。
応用シナリオとメンテナンスの面では、フィンチューブコンデンサーは、高い放熱性能と柔軟な設置方法により、スーパーマーケットのオープン冷蔵キャビネット、縦型冷凍庫、複合冷蔵倉庫などの機器に広く使用されています。
日常メンテナンスでは、フィン表面の埃やゴミを定期的に清掃し、フィンの隙間が詰まって放熱性能が低下しないようにする必要があります。空冷式コンデンサーの場合は、ファンモーターの運転状態を確認し、ファンの回転速度が正常であることを確認する必要があります。水冷式コンデンサーの場合は、スケールによる熱交換効率の低下を防ぐため、配管を定期的に清掃するとともに、水配管の接合部からの漏れがないか確認する必要があります。
2. ワイヤーチューブコンデンサー：コンパクトな構造で実用的な選択肢
そのワイヤーチューブコンデンサーボンダイチューブコンデンサーとも呼ばれるこのコンデンサーは、複数の細い銅管（通常はボンダイチューブ、つまり亜鉛メッキ鋼管）を並列に配置し、銅管の外側に細い鋼線を螺旋状に巻き付けることで、高密度の放熱ネットワークを形成する構造上の特徴を備えています。フィンチューブコンデンサーと比較して、構造がよりコンパクトで、単位体積あたりの放熱面積が大きく、鋼線と銅管の接続が強固で、耐振動性も優れています。
性能上の利点としては、放熱効率はフィンチューブコンデンサーに比べて若干劣りますが、コンパクトな構造と小さいスペース占有のため、小型横型冷凍庫やビルトイン冷蔵キャビネットなど、スペースが限られたスーパーマーケットの冷蔵設備への設置に非常に適しています。
ワイヤーチューブコンデンサーの表面は滑らかで、埃がたまりにくく、日常の清掃も比較的容易です。また、耐腐食性が強く、長寿命であるため、特にスーパーマーケットの湿気の多い環境（水産物売り場や生鮮食品売り場付近の冷蔵設備など）に適しています。
適用範囲としては、主に卓上冷蔵ショーケース、ミニ冷凍庫、一部のビルトイン生鮮食品保存庫など、小型スーパーマーケットの冷蔵設備に使用されています。メンテナンスについては、以下の点に注意してください。表面の埃は柔らかい布で定期的に拭き取ってください。頻繁に分解して清掃する必要はありません。機器が湿気の多い環境に長時間置かれる場合は、コンデンサーの表面に錆が発生していないか確認してください。錆が見つかった場合は、錆が広がって放熱性能に影響を与えるのを防ぐため、速やかに防錆塗料で補修してください。同時に、コンデンサーの鋼線や銅管に硬い物が衝突しないようにし、構造の変形による放熱効率の低下を防いでください。
3. チューブシートコンデンサー：高強度シナリオにおける信頼できる選択肢
その管板凝縮器チューブボックス、チューブシート、熱交換チューブ、およびシェルで構成されています。その基本構造は、複数の熱交換チューブ（通常はシームレス鋼管またはステンレス鋼管）の両端をチューブシートに固定してチューブ束を形成することです。チューブボックス内の冷媒とシェル内の冷却媒体（水や空気など）は、チューブ壁を介して熱交換を行います。チューブシートコンデンサは構造強度が高く、耐高圧・耐高温性に優れています。熱交換チューブとチューブシートの接続には溶接または伸縮継手を採用しており、シール性が高く、漏れが発生しにくい構造となっています。
構造と性能の観点から、シェルアンドチューブ（水冷式）と空冷シェルアンドチューブに分けられます。シェルアンドチューブ式管板コンデンサー、冷却水がシェルを通過し、冷媒が熱交換チューブ内を流れ、チューブ壁を通して冷却水に熱を伝達します。 放熱効率が高く、高圧に耐えることができるため、スーパーマーケットの高圧・高負荷冷凍装置、例えば大型冷蔵倉庫やセントラル冷凍システムに適しています。 空冷式シェルアンドチューブ式チューブシートコンデンサーは、シェルの外側にファンが装備されており、空気の流れによって熱が運び去られます。 水循環システムを必要とせず、設置も便利ですが、放熱効率はシェルアンドチューブ式よりもわずかに低く、高圧要件がありスペースが限られているシナリオに適しています。
チューブシートコンデンサーは、高強度、高密閉性能を特徴としており、主に1万トンの冷蔵倉庫、中央冷凍ユニット、肉や魚介類を保管する低温冷凍庫など、大型スーパーマーケットの冷凍設備に使用されています。
メンテナンス時には、熱交換管内にスケールや不純物が堆積するのを防ぐため、冷却水の水質を定期的に点検する必要があります。化学洗浄や機械洗浄などの方法で管内の汚れを除去できます。同時に、管板と熱交換管の接続部に漏れがないか確認してください。漏れが見つかった場合は、溶接修理または熱交換管の交換を速やかに行ってください。空冷式シェルアンドチューブ型管板コンデンサーの場合は、定期的にシェル外側の埃を清掃し、ファンの作動状態を確認して、正常な放熱を確保してください。
4. チューブシート蒸発器：冷凍機側の主要部品
多くの冷凍装置において、チューブシート蒸発器は冷却と冷凍を実現するための末端部品であり、その機能は凝縮器とは逆です。主に、蒸発器内部で絞り減圧された低温低圧の冷媒液を吸熱して蒸発させ、周囲の熱を吸収することで、冷蔵・冷凍空間の温度を下げます。構造はチューブシート凝縮器に似ており、チューブシート、熱交換管、シェルで構成されていますが、作動媒体と熱伝達方向が逆になっています。
構造と性能の観点から、冷媒の流動様式に応じて、満液型と乾式に分けられます。満液型チューブシート蒸発器は、シェル内に冷媒液を満たし、熱交換管を液中に浸漬させ、管壁を通して冷却媒体（空気、水など）と熱交換を行います。高い熱交換効率を有し、大型スーパーマーケットの冷蔵倉庫、水チラーなどの設備に適しています。乾式管板蒸発器冷媒は熱交換管内を流れ、冷却された媒体はシェル内を流れます。シンプルな構造でメンテナンスが容易なため、小型スーパーマーケットの冷蔵ショーケース、冷凍ショーケースなどの設備に適しています。
材質としては、銅またはステンレス鋼が主に使用されます。銅製熱交換管は熱伝導性に優れ、ステンレス鋼製熱交換管は耐食性に優れています。機器の用途に応じて適切な材質を選択できます。
応用シナリオとしては、オープン冷蔵キャビネット、縦型冷凍庫、複合冷蔵庫、水チラーなど、さまざまな冷凍機器に広く使用されています。
メンテナンスの観点からは、蒸発器の霜の状態を確認してください。霜が厚すぎると熱交換が阻害され、冷凍効率が低下します。適時に霜取りを実施する必要があります（電気加熱式霜取り、ホットガス式霜取りなど）。
液面式チューブシート蒸発器の場合、冷媒充填量を制御して、過剰充填による圧縮機液のスラッギングを回避してください。乾式チューブシート蒸発器の場合は、熱交換管に詰まりがないか確認してください。詰まりが確認された場合は、高圧ガスまたは化学洗浄剤を用いて浚渫することができます。冷媒漏れによる冷凍効果への影響を防ぐため、蒸発器のシール性の確認も怠らないようにしてください。
スーパーマーケット向け業務用冷凍設備では、各種コンデンサーとエバポレーターがそれぞれ独自の構造的特徴と適用シナリオを持っています。設備の種類、設置スペースの広さ、冷凍負荷、使用環境に応じて適切なモデルとサイズを合理的に選択し、日常のメンテナンスを適切に行うことで、冷凍設備の効率的かつ安定した運転を確保し、食品の鮮度保持を確実に保証するとともに、エネルギー消費量と運用コストを削減する必要があります。
投稿日時: 2025年10月11日 閲覧数: