理論的な観点から、並向流蒸発が好ましい動作モードであることはよく知られています。熱交換器入口の温度差が大きいと、対向流の場合よりも蒸発が促進され、次のような利点が得られます。

• 冷媒分布の改善
• 耐凍結性の向上
• 可逆性システムの加熱性能と冷却性能の両方を最適化する可能性

並向流での課題は、適切で安定したレベルの過熱度を達成することです。一次側と二次側の温度は熱交換器の出口で素早く接近するため、ピンチポイントのリスクがあります。このことは、高性能と適度な過熱度に到達できないことを意味します。

吸引ライン（吸込ガス熱交換器、SGHX）に別の熱交換器を追加すると、蒸発器から過熱が除去されます。吸込ガス熱交換器は、液体ラインで過冷却された冷媒を使用することにより、蒸発した冷媒に必要な過熱を生成します。これにより、SGHXが過熱を生成するため、蒸発器がピンチポイントのリスクを抑えて効率的に動作できるようになります。SGHXを追加すると、設置面積、コスト、および追加の圧力損失が増加する可能性があります。したがって、吸込ガス熱交換器は必ずしも常に高く評価されるソリューションとはなりません。

SWEPは、Hypertwainで、SGHXと蒸発器を組み合わせた革新的な熱交換器を紹介します。SGHXのすべてのメリットを提供しますが、デメリットはありません。従来型のろう付け式プレート熱交換器とは異なり、プレートには、蒸発プロセス専用の領域と、冷媒の過熱に最適化された出口ポート付近の小さな領域があります。この小さな過熱領域は、より暖かい冷媒液体ラインに接続された統合吸込ガス熱交換器として機能し、この液体を使用して蒸発した冷媒を過熱します。SGHXがプレートに統合されているため、SGHXと蒸発器部分の間に物理的な違いはありません。

液体と蒸気の密度差が大きいと、吸込ガス熱交換器の一部で蒸気濃度が高くなり、別の部分で湿った冷媒が多くなるという分布不良が発生する傾向があり、その結果、外部吸込ガス熱交換が過大にまたは過小になります。また、分布が不安定なため、可変負荷時の制御が困難になります。通常、この問題はの解決策は、蒸発器後の圧力損失を増加させることですが、そうすることでシステム性能に悪影響を与える傾向があります。統合された吸込ガス熱交換器では、分配の問題が蒸発器と同じ分配装置でほとんど解決されるので、問題がはるかに小さくなります。1つの熱交換器のみを使用することにより、ポートの圧力損失は2つの熱交換器ではなく1つの熱交換器でのみ発生します。

逆に動作する（冷却と加熱を提供する）従来のチラー/ヒートポンプの場合、温度アプローチが改善、つまり数度の蒸発温度の上昇/凝縮温度の低下により効率の向上が図れます。Hypertwain熱交換器は、稼働モードでの効率向上に加えて、非対称プレート設計により、高い熱性能と低い二次側圧力損失を備えています。評価手段として、コンセプトを実証するために、SWEPでは、2つのHypertwainユニットを備えたデモチラー（水から水）が構築されました。100kWの冷却能力の設計点（100kWでの蒸発器熱流束12.7kW/m2、および凝縮器熱流束 15.7kW/m2）では、可変水流でのEN14825に準拠したテストで、6.0を超えるSEER値と6.5を超えるSCOP値を確立しました。

図 1。R410Aおよびチラー条件での典型的な性能熱流束10kW/m2、水7/12℃、液体凝縮温度30℃

並向流蒸発器で説明したように、過熱はピンチポイントを生成します。つまり、過熱が増加すると、熱性能（温度アプローチ）が等しく低下します。Hypertwainは、使用される市場領域にある過熱レベルを使用して、蒸発器の高い熱性能を達成できるように設計されています。上のグラフは、蒸発器と統合吸込ガス熱交換器の組み合わせがどのように動作するかを示しています。すべての熱交換器と同様に、負荷が高いほど温度が高くなるため、負荷に応じて曲線が上下に移動します。温度ケースと冷媒によって傾斜が異なる場合もありますが、関連する全負荷のほとんどで、部分負荷の場合、4〜5K付近で安定した過熱度が見られます。

製品の寿命全体にわたって、ヒートポンプまたはチラーに関連する主なコストは稼働コストです。稼働コストは、システムの効率に直接関係しています。システムの効率が悪いと、電力消費量が増加し、それによって総所有コストが増加します。

製品の寿命全体にわたって、ヒートポンプまたはチラーに関連する主なコストは稼働コストです。稼働コストは、システムの効率に直接関係しています。システムの効率が悪いと、電力消費量が増加し、それによって総所有コストが増加します。
従来のBPHEを使用するシステムと比較して、Hypertwainは季節COPとEERを大幅に改善することができます。冷却用に最適化されたシステム*の場合、加熱SCOPは10〜15％改善され、冷却SEERは約5％改善されます。こうした改善により、電力消費量と稼働コストが削減されます。可逆ヒートポンプ/チラーによる電力節約は年単位で大幅に削減される可能性があります。

製品の寿命全体にわたって、ヒートポンプまたはチラーに関連する主なコストは稼働コストです。稼働コストは、システムの効率に直接関係しています。システムの効率が悪いと、電力消費量が増加し、それによって総所有コストが増加します。