shaohai - Page 6 - Industrial purification heat recovery

un échangeur de chaleur à flux croisés utilisé dans un appareil cardiopulmonaire

Un échangeur de chaleur à flux croisés en contexte cardio-pulmonaire, comme lors d'une circulation extracorporelle (CEC), est un composant essentiel pour réguler la température sanguine du patient. Ces dispositifs sont généralement intégrés aux machines cœur-poumons pour réchauffer ou refroidir le sang lors de sa circulation extracorporelle lors d'opérations à cœur ouvert ou d'autres interventions nécessitant une assistance cardiaque et pulmonaire temporaire.

Comment ça marche

Dans un échangeur de chaleur à flux croisés, deux fluides – généralement du sang et un fluide caloporteur (comme l'eau) – circulent perpendiculairement l'un à l'autre, séparés par une surface solide (par exemple, des plaques/tubes métalliques ou polymères) qui facilite le transfert de chaleur sans mélange des fluides. Cette conception optimise l'efficacité de l'échange thermique tout en préservant la biocompatibilité et en minimisant les traumatismes sanguins.

trajet du flux sanguin:Le sang oxygéné provenant de la machine cœur-poumon circule à travers un ensemble de canaux ou de tubes.

Chemin d'écoulement de l'eau:L'eau à température contrôlée circule à travers un ensemble de canaux adjacents dans une direction perpendiculaire, réchauffant ou refroidissant le sang en fonction du besoin clinique (par exemple, en induisant une hypothermie ou un réchauffement).

Transfert de chaleurLe gradient de température entre le sang et l'eau favorise l'échange thermique à travers la surface conductrice. La disposition à flux croisés assure un taux de transfert thermique élevé grâce à la différence de température constante à travers l'échangeur.

Caractéristiques principales

Biocompatibilité:Les matériaux (par exemple, l’acier inoxydable, l’aluminium ou les polymères de qualité médicale) sont choisis pour prévenir la coagulation, l’hémolyse ou les réactions immunitaires.

Conception compacte: Cross-flow exchangers are space-efficient, crucial for integration into CPB circuits.

Efficacité: The perpendicular flow maximizes the temperature gradient, improving heat transfer compared to parallel-flow designs.

Sterility: The system is sealed to prevent contamination, with disposable components often used for single-patient procedures.

Control: Paired with a heater-cooler unit, the exchanger maintains precise blood temperature (e.g., 28–32°C for hypothermia, 36–37°C for normothermia).

Applications in Cardiopulmonary Procedures

Hypothermia Induction: During CPB, the blood is cooled to reduce metabolic demand, protecting organs like the brain and heart during reduced circulation.

Rewarming: After surgery, the blood is gradually warmed to restore normal body temperature without causing thermal stress.

Temperature Regulation: Maintains stable blood temperature in extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) or other long-term circulatory support systems.

Design Considerations

Surface Area: Larger surface areas improve heat transfer but must balance with minimizing priming volume (the amount of fluid needed to fill the circuit).

Débits: Blood flow must be turbulent enough for efficient heat transfer but not so high as to damage red blood cells.

Chute de pression: The design minimizes resistance to blood flow to avoid excessive pump pressure.

Infection Control: Stagnant water in heater-cooler units can harbor bacteria (e.g., Mycobacterium chimaera), necessitating strict maintenance protocols.

Exemple

A typical cross-flow heat exchanger in a CPB circuit might consist of a bundle of thin-walled tubes through which blood flows, surrounded by a water jacket where temperature-controlled water circulates in a perpendicular direction. The exchanger is connected to a heater-cooler unit that adjusts water temperature based on real-time feedback from the patient’s core temperature.

Challenges and Risks

Hemolysis: Excessive shear stress from turbulent flow can damage blood cells.

Thrombogenicity: Surface interactions may trigger clot formation, requiring anticoagulation (e.g., heparin).

Air Embolism: Improper priming can introduce air bubbles, a serious risk during bypass.

Infections: Contaminated water in heater-cooler units has been linked to rare but severe infections.

Comment fonctionne un échangeur de chaleur à contre-courant ?

In the counterflow heat exchanger, two neighboring aluminum plates create channels for theair to pass through. The supply air passes on one side of the plate and the exhaust air onthe other. Airflows are passed by each other along parallel aluminum plates instead ofperpendicular like in a crossflow heat exchanger. The heat in the exhaust air is transferredthrough the plate from the warmer air to the colder air.
Sometimes, the exhaust air is contaminated with humidity and pollutants, but airflows nevermix with a plate heat exchanger, leaving the supply air fresh and clean.

L'utilisation d'échangeurs de chaleur air-air dans la ventilation et l'ingénierie d'économie d'énergie

La fonction principale d'un échangeur de chaleur air-air est de transférer la chaleur résiduelle de l'air extrait (air intérieur) vers l'air neuf (air extérieur admis) par échange thermique, sans mélanger directement les deux flux d'air. L'ensemble du processus repose sur les principes de conduction thermique et d'économie d'énergie, comme suit :

Captage de la chaleur résiduelle des gaz d'échappement :
L'air expulsé à l'intérieur (échappement) contient généralement une grande quantité de chaleur (air chaud en hiver et air froid en été), qui autrement se dissiperait directement vers l'extérieur.
L'air d'échappement circule à travers un côté de l'échangeur de chaleur, transférant la chaleur au matériau conducteur de chaleur de l'échangeur de chaleur.
Transfert de chaleur :
Les échangeurs de chaleur air-air sont généralement composés de plaques métalliques, de faisceaux de tubes ou de caloducs, qui ont une bonne conductivité thermique.
L'air frais (air introduit de l'extérieur) circule de l'autre côté de l'échangeur de chaleur, entrant indirectement en contact avec la chaleur du côté de l'échappement et absorbant la chaleur à travers la paroi de l'échangeur de chaleur.
En hiver, l'air frais est préchauffé ; en été, l'air frais est pré-refroidi (si l'air extrait est de l'air froid de climatisation).
Récupération et conservation d’énergie :
Le préchauffage ou le pré-refroidissement de l'air neuf permet de réduire la consommation énergétique des équipements de chauffage ou de climatisation. Par exemple, en hiver, la température extérieure peut être de 0 °C et la température d'échappement de 20 °C. Après passage dans un échangeur de chaleur, la température de l'air neuf peut atteindre 15 °C. Ainsi, le système de chauffage n'a plus qu'à chauffer l'air neuf de 15 °C à la température cible, au lieu de partir de 0 °C.
Isolation du flux d'air :
L'air d'échappement et l'air frais circulent à travers différents canaux dans l'échangeur de chaleur pour éviter la contamination croisée et garantir la qualité de l'air intérieur.
processus technologique
Collecte des gaz d'échappement : les gaz d'échappement intérieurs sont guidés vers l'échangeur de chaleur air-air via un système de ventilation (tel qu'un ventilateur d'extraction).
Introduction d'air frais : L'air frais extérieur pénètre de l'autre côté de l'échangeur de chaleur par le conduit d'air frais.
Échange de chaleur : À l'intérieur de l'échangeur de chaleur, l'air vicié et l'air frais échangent de la chaleur dans des canaux isolés.
Traitement de l'air frais : L'air frais préchauffé (ou pré-refroidi) entre dans le système de climatisation ou est directement envoyé dans la pièce, et la température ou l'humidité est ensuite ajustée selon les besoins.
Émission de gaz d'échappement : Une fois l'échange thermique terminé, la température des gaz d'échappement diminue et est finalement évacuée à l'extérieur.
Types d'échangeurs de chaleur air-air
Échangeur de chaleur à plaques : composé de plusieurs couches de plaques minces, avec l'air d'échappement et l'air frais circulant dans des directions opposées ou croisées dans des canaux adjacents, ce qui entraîne une efficacité élevée.
Échangeur de chaleur à roue : utilisant des roues thermiques rotatives pour absorber la chaleur des gaz d'échappement et la transférer à l'air frais, adapté aux systèmes à volume d'air élevé.
Échangeur de chaleur à caloduc : il utilise l'évaporation et la condensation du fluide de travail à l'intérieur du caloduc pour transférer la chaleur et convient aux scénarios avec de grandes différences de température.
avantage
Économie d'énergie : Récupération de 70% -90% de chaleur résiduelle d'échappement, réduisant considérablement la consommation d'énergie de chauffage ou de refroidissement.
Protection de l’environnement : réduire la consommation d’énergie et diminuer les émissions de carbone.
Améliorer le confort : éviter l’introduction directe d’air frais froid ou chaud et améliorer l’environnement intérieur.

Boîte d'extraction de chaleur des gaz d'échappement des mines avec échangeur de chaleur air-air intégré

L'échangeur de chaleur air-air intégré au caisson d'extraction de chaleur des gaz d'échappement miniers est un dispositif spécialement conçu pour récupérer la chaleur perdue de l'air d'échappement minier. Les gaz d'échappement miniers désignent les gaz résiduaires à basse température et à forte humidité rejetés par une mine. Ils contiennent généralement une certaine quantité de chaleur, mais sont traditionnellement rejetés directement sans être utilisés. Ce dispositif utilise un échangeur de chaleur air-air intégré pour transférer la chaleur de l'air d'échappement vers un autre flux d'air froid, permettant ainsi la récupération de la chaleur perdue.

Principe de fonctionnement
Manque d'air : L'air vicié de la mine est introduit dans la boîte d'extraction de chaleur par le système de ventilation. La température de l'air évacué est généralement d'environ 20 °C (la température spécifique varie selon la profondeur de la mine et l'environnement), et l'humidité est relativement élevée.
Fonctionnement d'un échangeur de chaleur air-air : L'échangeur de chaleur air-air intégré adopte généralement une structure à plaques ou à tubes. L'air vicié et l'air froid échangent de la chaleur à travers une cloison. La chaleur produite par l'absence de vent est transférée à l'air froid, sans que les deux flux d'air ne se mélangent directement.
Production de chaleur : Après avoir été chauffé par échange de chaleur, l'air froid peut être utilisé pour l'antigel de l'entrée d'air de la mine, le chauffage des bâtiments de la zone minière ou l'eau chaude sanitaire, tandis que l'air d'échappement est évacué à une température plus basse après avoir libéré de la chaleur.
Caractéristiques et avantages
Efficaces et économes en énergie : les échangeurs de chaleur air-air ne nécessitent pas de fluides de travail supplémentaires et exploitent directement le transfert de chaleur air-air. Leur structure est simple et leurs coûts d'exploitation sont faibles.
Respect de l'environnement : en recyclant la chaleur des gaz d'échappement et en réduisant le gaspillage d'énergie, il répond aux exigences d'un développement vert et à faible émission de carbone.
Forte adaptabilité : l'équipement peut être personnalisé et conçu en fonction du débit et de la température des gaz d'échappement de la mine, adapté aux mines de différentes échelles.
Entretien facile : Comparés aux systèmes à caloducs ou à pompes à chaleur, les échangeurs de chaleur air-air ont une structure relativement simple et nécessitent moins d'entretien.
Scénarios d'application
Antigel en tête de puits : Utiliser la chaleur récupérée pour chauffer l'entrée d'air de la mine et éviter le gel en hiver.
Chauffage des bâtiments : fourniture de chauffage pour les immeubles de bureaux, dortoirs, etc. dans la zone minière.
Alimentation en eau chaude : Associée au système suivant, elle fournit une source de chaleur pour l'eau chaude sanitaire dans la zone minière.
précautions
Traitement de l'humidité : En raison de l'humidité élevée de l'air d'échappement, l'échangeur de chaleur peut être confronté au problème d'accumulation d'eau de condensation, et un système de drainage ou des matériaux anticorrosion doivent être conçus.
Efficacité du transfert de chaleur : L'efficacité d'un échangeur de chaleur air-air est limitée par la capacité thermique spécifique et la différence de température de l'air, et la chaleur récupérée peut ne pas être aussi élevée que celle d'un système de pompe à chaleur, mais son avantage réside dans sa structure simple.

Fabricants d'échangeurs de chaleur rotatifs

There are several well-known rotary heat exchanger manufacturers that provide high-efficiency solutions for HVAC, industrial, and energy recovery applications. Below are some leading companies:

1. Global Rotary Heat Exchanger Manufacturers

✅ Heatex (Sweden) – Specializes in air-to-air rotary and plate heat exchangers for HVAC and industrial applications.
✅ Klingenburg GmbH (Germany) – Offers rotary heat exchangers with advanced coatings for high humidity and corrosive environments.
✅ Seibu Giken (Japan) – Known for its desiccant rotors and energy recovery wheels, ideal for pharmaceutical and cleanroom applications.
✅ FläktGroup (Germany) – Supplies energy-efficient rotary heat exchangers for large commercial and industrial buildings.
✅ REC Air Handling (Netherlands) – Provides customizable rotary heat exchangers for HVAC and industrial heat recovery.

2. China-Based Rotary Heat Exchanger Manufacturers

✅ Hoval – Specializes in plate and rotary heat exchangers for HVAC and industrial processes.
✅ Holtop – Manufactures energy recovery ventilation (ERV) systems with rotary heat exchangers.
✅ Zibo Qiyu – Offers aluminum-based rotary heat exchangers for air handling systems.
✅ Shanghai Shenglin – Produces rotary wheels for air-to-air heat recovery applications.

3. Key Features to Consider

✔ Material – Aluminum, coated surfaces (for corrosion resistance), or desiccant-coated wheels (for humidity control).
✔ Efficacité – High heat recovery efficiency (up to 85%) for energy savings.
✔ Application – Industrial HVAC, cleanrooms, pharmaceutical, or general ventilation.
✔ Customization – Size, coatings, and integration with existing systems.

Système de récupération et de réutilisation de la chaleur perdue du four - schéma d'échangeur de chaleur à flux croisés en acier inoxydable à gaz

The kiln waste heat recovery and reuse system aims to fully utilize the high-temperature heat in the kiln exhaust gas, and achieve a win-win situation of energy conservation and environmental protection through gas stainless steel cross flow heat exchangers. The core of this solution lies in the use of a stainless steel cross flow heat exchanger, which efficiently exchanges heat between high-temperature exhaust gas and cold air, generating hot air that can be reused.

Working principle: The exhaust gas and cold air flow in a cross flow manner inside the heat exchanger and transfer heat through the stainless steel plate wall. After releasing heat from exhaust gas, it is discharged. Cold air absorbs the heat and heats up into hot air, which is suitable for scenarios such as assisting combustion, preheating materials, or heating.

Avantages :

Efficient heat transfer: The cross flow design ensures a heat transfer efficiency of 60% -80%.
Strong durability: Stainless steel material is resistant to high temperatures and corrosion, and can adapt to complex exhaust environments.
Flexible application: Hot air can be directly fed back to the kiln or used for other processes, with significant energy savings.
System process: Kiln exhaust gas → Pre treatment (such as dust removal) → Stainless steel heat exchanger → Hot air output → Secondary utilization.

This solution is simple and reliable, with a short investment return cycle, making it an ideal choice for kiln waste heat recovery, helping enterprises reduce energy consumption and improve efficiency.

Fabricant ZiBo QiYu

ZIBO QIYU AIR CONDITIONNEMENT ÉQUIPEMENT DE RÉCUPÉRATION D'ÉNERGIE CO., LTD. Nous avons tous types d'échangeurs de chaleur air-air, tels que AHU, HRV, échangeurs de chaleur à tubes thermiques, échangeurs de chaleur rotatifs, serpentin de chauffage à vapeur, refroidisseur d'air de surface.

Tous ces produits peuvent être personnalisés, il vous suffit de me faire part de vos besoins, et nous disposons d'un logiciel de sélection de modèles professionnel, nous pouvons vous aider à choisir le modèle le plus adapté.

Si vous êtes intéressé par nos produits, vous pouvez consulter notre site Web pour obtenir de plus amples informations.

Site web:https://www.huanrexi.com

Application de l'échangeur de récupération de chaleur air-air dans la ventilation du bétail

Le Échangeur de récupération de chaleur air-air Il joue un rôle essentiel dans le secteur de la ventilation des bâtiments d'élevage en améliorant l'efficacité énergétique et en maintenant des conditions intérieures optimales. Conçu pour récupérer la chaleur perdue de l'air extrait, cet échangeur transfère l'énergie thermique de l'air chaud et vicié expulsé des bâtiments d'élevage vers l'air frais entrant, plus frais, sans mélanger les deux flux. Dans les poulaillers, les porcheries et autres environnements d'élevage, où un contrôle constant de la température et une qualité de l'air sont essentiels, il réduit les coûts de chauffage en hiver en préchauffant l'air frais et atténue le stress thermique en été grâce à une régulation thermique efficace. Généralement fabriqué avec des matériaux résistants à la corrosion comme l'aluminium ou l'acier inoxydable, il résiste aux conditions humides et riches en ammoniac courantes dans les élevages. Intégré aux systèmes de ventilation, l'échangeur réduit non seulement la consommation d'énergie, mais favorise également des pratiques agricoles durables, garantissant le bien-être animal et l'efficacité opérationnelle. Son application est particulièrement précieuse dans les élevages à grande échelle qui cherchent à concilier rentabilité et responsabilité environnementale.

Échangeur de chaleur à plaques fabriqué en Chine

Les échangeurs de chaleur sont principalement fabriqués à partir de matériaux tels que des feuilles d'aluminium, d'acier inoxydable ou des polymères. Lorsqu'une différence de température apparaît entre un flux d'air isolé par une feuille d'aluminium et un flux circulant en sens inverse, un transfert de chaleur se produit, permettant ainsi la récupération d'énergie. L'utilisation d'un échangeur de chaleur air-air permet d'utiliser la chaleur des gaz d'échappement pour préchauffer l'air frais, contribuant ainsi aux économies d'énergie. Cet échangeur de chaleur bénéficie d'un procédé d'étanchéité unique par combinaison de surfaces ponctuelles, lui conférant une longue durée de vie, une conductivité thermique élevée, une étanchéité parfaite et l'absence de pollution secondaire due à la pénétration des gaz d'échappement.

Application of Cross Flow Heat Exchanger in Indirect Evaporative Cooling System of Data Center

Application d'un échangeur de chaleur à flux croisés dans un système de refroidissement évaporatif indirect de centre de données

L'utilisation d'échangeurs de chaleur à flux croisés dans les systèmes de refroidissement évaporatif indirect (IDEC) des centres de données se traduit principalement par un échange thermique efficace, une réduction de la consommation d'énergie et une amélioration de l'efficacité du refroidissement du centre de données. Voici ses principaux rôles et avantages :

Principe de fonctionnement de base
Un échangeur de chaleur à courants croisés est un type d'échangeur thermique dont la structure permet à deux flux d'air de se croiser tout en restant physiquement isolés. Dans les systèmes de refroidissement évaporatif indirect des centres de données, il est généralement utilisé pour l'échange thermique entre l'air de refroidissement et l'air ambiant extérieur, sans mélange direct.
Le flux de travail est le suivant :
L'air primaire (air de retour du centre de données) échange de la chaleur avec l'air secondaire (air ambiant extérieur) par l'un des côtés de l'échangeur de chaleur.
L'air secondaire s'évapore et se refroidit dans la section d'humidification, réduisant ainsi sa propre température, puis absorbe de la chaleur dans l'échangeur de chaleur pour refroidir l'air primaire.
Une fois refroidi, l'air primaire est renvoyé au centre de données pour refroidir les équipements informatiques.
L'air secondaire est finalement rejeté à l'extérieur sans pénétrer à l'intérieur du centre de données, évitant ainsi tout risque de pollution.

Avantages des centres de données
(1) Efficace et économe en énergie, réduisant la demande de refroidissement
Réduction des besoins en refroidissement : grâce à l'utilisation d'échangeurs de chaleur à flux croisés, les centres de données peuvent utiliser le refroidissement par air externe au lieu de s'appuyer sur la réfrigération mécanique traditionnelle (comme les compresseurs).
Améliorer le PUE (efficacité énergétique) : réduire le temps de fonctionnement des équipements de refroidissement mécaniques, diminuer la consommation d'énergie et rapprocher les valeurs du PUE de l'état idéal (inférieur à 1,2).
(2) Complètement isolé physiquement pour éviter toute contamination
Les échangeurs de chaleur à flux croisés empêchent l'air extérieur d'entrer en contact direct avec l'air intérieur du centre de données, évitant ainsi la pollution, la poussière et l'humidité qui pourraient affecter les équipements informatiques. Ils sont particulièrement adaptés aux centres de données exigeant une haute qualité d'air.
(3) Convient à diverses conditions climatiques
Dans les climats secs ou chauds, les systèmes de refroidissement évaporatif indirects sont particulièrement efficaces et peuvent réduire considérablement les coûts de refroidissement des centres de données.
Même dans les zones à forte humidité, l'optimisation de la conception des échangeurs de chaleur peut améliorer l'efficacité des échanges thermiques.
(4) Réduire la consommation des ressources en eau
Comparé au refroidissement par évaporation directe (DEC), le refroidissement par évaporation indirecte ne nécessite pas la pulvérisation directe d'eau dans l'air du centre de données, mais plutôt un refroidissement indirect via un échangeur de chaleur, réduisant ainsi les pertes d'eau.

Scénarios applicables
Les échangeurs de chaleur à flux croisés sont largement utilisés dans les types de centres de données suivants :
Centre de données hyperscale : Nécessite des solutions de refroidissement efficaces et économes en énergie afin de réduire les coûts d’exploitation.
Centre de données de cloud computing : nécessite des valeurs PUE élevées et recherche des méthodes de refroidissement plus durables.
Centre de données Edge : généralement situé dans des environnements difficiles, il nécessite des systèmes de refroidissement efficaces et nécessitant peu d’entretien.

Plan de défi et d'optimisation
Dimensionnement et efficacité des échangeurs de chaleur : Les échangeurs de chaleur à flux croisés de plus grande taille peuvent améliorer l’efficacité de l’échange thermique, mais ils augmentent également l’encombrement. Une conception optimisée est donc nécessaire, par exemple en utilisant des échangeurs de chaleur en aluminium ou en matériaux composites pour améliorer l’efficacité de l’échange thermique.
Entartrage et entretien : En raison des variations d’humidité, les échangeurs de chaleur peuvent présenter des problèmes d’entartrage, nécessitant un nettoyage régulier et l’utilisation de revêtements résistants à la corrosion pour prolonger leur durée de vie.
Optimisation du système de contrôle : Associée à une commande intelligente, elle ajuste dynamiquement le mode de fonctionnement de l’échangeur de chaleur en fonction de la température ambiante, de l’humidité et des conditions de charge du centre de données afin d’améliorer l’adaptabilité du système.

Tendances de développement futures
De nouveaux matériaux d'échange thermique performants, tels que les échangeurs de chaleur à revêtement nanométrique, améliorent encore l'efficacité de l'échange thermique.
Associé à un système de contrôle intelligent basé sur l'IA, il ajuste dynamiquement l'échange thermique en fonction de la charge en temps réel du centre de données.
L'association de la technologie de refroidissement liquide permet d'améliorer encore l'efficacité de la dissipation de chaleur dans les salles de serveurs à haute densité.

Les échangeurs de chaleur à courants croisés jouent un rôle essentiel dans les systèmes de refroidissement évaporatif indirect des centres de données. Ils assurent un transfert de chaleur efficace, réduisent la consommation d'énergie, minimisent la pollution et améliorent la fiabilité des équipements. Ils constituent actuellement une technologie majeure dans le domaine du refroidissement des centres de données, particulièrement adaptée aux centres de données de grande envergure et à haute efficacité énergétique.

Récupération de chaleur d’épuration industrielle

Archive de l'auteur Shaohai