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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.

Échangeur de chaleur air-air à plaques en matériau polymère PP

L'échangeur de chaleur air-air à plaques en polypropylène (PP) est un dispositif d'échange de chaleur à base de polypropylène, principalement utilisé pour l'échange de chaleur entre gaz. Voici ses principales caractéristiques et domaines d'application :

Caractéristiques principales :
Résistance à la corrosion : le matériau PP a une forte résistance à la corrosion chimique et convient aux environnements gazeux acides ou alcalins, particulièrement performant dans les environnements industriels à forte corrosivité.

Léger : Par rapport aux échangeurs de chaleur en métal, les échangeurs de chaleur en PP sont plus légers, ce qui les rend plus faciles à installer et à entretenir.

Bonne stabilité thermique : Le polypropylène a une bonne stabilité thermique et peut généralement fonctionner dans une plage de températures de -10 °C à +95 °C.

Rentabilité élevée : en raison du faible coût du matériau PP et de son traitement relativement facile, le coût global est relativement économique.

Respect de l'environnement : le polypropylène est un matériau polymère recyclable avec un impact minimal sur l'environnement après élimination.

Principaux domaines d'application :
Industries chimiques et pharmaceutiques : utilisées pour la récupération de chaleur ou la régulation de température des gaz corrosifs.
Système de traitement des gaz d'échappement : Pendant le processus de purification de l'air, la chaleur est récupérée des gaz nocifs grâce à un échangeur de chaleur.
Transformation des aliments : Dans certains processus de production alimentaire, il est utilisé pour l’échange de gaz afin de maintenir la stabilité de la température ambiante.
Système CVC : Utilisé dans les systèmes de ventilation et de climatisation des bâtiments pour le préchauffage ou le pré-refroidissement de l'air, améliorant ainsi l'efficacité énergétique.
L'échangeur de chaleur air-air à plaques en polypropylène est devenu un choix idéal pour de nombreux domaines industriels spécifiques en raison de sa résistance unique à la corrosion et de sa bonne rentabilité.

Principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur air-air à plaques

L'échangeur de chaleur air-air à plaques est un équipement d'échange de chaleur couramment utilisé et son principe de fonctionnement est le suivant :

L'échangeur de chaleur air-air à plaques est composé d'une série de plaques métalliques parallèles et une série de canaux sont formés entre les plaques. Le fluide caloporteur circule dans ces canaux. Lorsque le fluide caloporteur circule dans l'échangeur de chaleur air-air à plaques, le fluide caloporteur transfère la chaleur à la plaque, puis la plaque transfère la chaleur de l'autre côté du fluide caloporteur, réalisant ainsi un transfert de chaleur et un échange de chaleur.

Le principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur air-air à plaques peut être divisé en deux manières : le transfert de chaleur direct et le transfert de chaleur indirect.

Transfert de chaleur direct : le transfert de chaleur direct fait référence au fluide caloporteur circulant directement à travers la plaque, transférant la chaleur de l'autre côté du fluide caloporteur. Cette méthode convient aux situations où la différence de température entre les deux côtés du fluide caloporteur est faible.

Transfert de chaleur indirect : Le transfert de chaleur indirect fait référence au fluide caloporteur transférant la chaleur de l'autre côté du fluide caloporteur à travers la plaque. Cette méthode convient aux situations où la différence de température entre les deux côtés du fluide caloporteur est importante.

Dans l'échangeur de chaleur air-air à plaques, le flux du fluide caloporteur s'effectue de deux manières : un flux unidirectionnel et un flux bidirectionnel. Un flux unidirectionnel signifie que le fluide caloporteur circule dans une seule direction, tandis qu'un flux bidirectionnel signifie que le fluide caloporteur peut circuler dans deux directions. Les échangeurs de chaleur air-air à plaques à flux bidirectionnel ont une efficacité d'échange thermique plus élevée, mais ils sont également plus complexes et plus coûteux.

En résumé, l'échangeur de chaleur air-air à plaques réalise le transfert de chaleur et l'échange de chaleur entre les fluides thermiques à travers les canaux entre les plaques. Son principe de fonctionnement peut être divisé en transfert de chaleur direct et transfert de chaleur indirect, et le flux du fluide caloporteur a un flux unidirectionnel et un flux bidirectionnel.

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