लेखक पुरालेख शाओहाई

एनएमपी हीट रिकवरी में एयर टू एयर हीट एक्सचेंजर कैसे काम करता है?

एनएमपी ताप पुनर्प्राप्ति में वायु-से-वायु ताप एक्सचेंजर, औद्योगिक प्रक्रिया से निकलने वाली गर्म, एनएमपी-युक्त निकास वायु धारा और ठंडी आने वाली ताजी वायु धारा के बीच तापीय ऊर्जा का स्थानांतरण करता है, जिससे बैटरी निर्माण जैसे उद्योगों में ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है।

गर्म निकास हवा (जैसे, 80-160°C) और ठंडी ताज़ी हवा अलग-अलग चैनलों से या किसी ऊष्मा-चालक सतह (जैसे, प्लेट, ट्यूब या घूर्णन चक्र) के ऊपर से बिना मिश्रित हुए गुज़रती है। ऊष्मा, गर्म निकास से ठंडी ताज़ी हवा में संवेदी ऊष्मा स्थानांतरण के माध्यम से स्थानांतरित होती है। सामान्य प्रकारों में प्लेट हीट एक्सचेंजर, रोटरी हीट एक्सचेंजर और हीट पाइप हीट एक्सचेंजर शामिल हैं।

एनएमपी-विशिष्ट डिज़ाइनों में एनएमपी के आक्रामक स्वभाव का सामना करने के लिए स्टेनलेस स्टील या ग्लास फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक जैसी संक्षारण-रोधी सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। पंखों के बीच ज़्यादा जगह या क्लीन-इन-प्लेस प्रणालियाँ धूल या अवशेषों से होने वाली गंदगी को रोकती हैं। रुकावटों या संक्षारण से बचने के लिए संघनन का प्रबंधन किया जाता है।

गर्म निकास वायु, ऊष्मा को ताज़ी हवा में स्थानांतरित करती है, उसे पहले से गर्म करती है (उदाहरण के लिए, 20°C से 60-80°C तक) और बाद की प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आवश्यकता को कम करती है। ठंडी निकास वायु (उदाहरण के लिए, 30-50°C) को विलायक को ग्रहण करने और पुनर्चक्रित करने के लिए एक NMP पुनर्प्राप्ति प्रणाली (उदाहरण के लिए, संघनन या अधिशोषण) में भेजा जाता है। डिज़ाइन के आधार पर ऊष्मा पुनर्प्राप्ति दक्षता 60-95% होती है।

इससे ऊर्जा की खपत 15-30% तक कम हो जाती है, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन कम होता है, और विलायक को आसानी से पकड़ने के लिए निकास वायु को ठंडा करके NMP पुनर्प्राप्ति में सुधार होता है। गंदगी जैसी चुनौतियों का समाधान चौड़े अंतरालों, निकालने योग्य तत्वों या सफाई प्रणालियों से किया जाता है, जबकि मज़बूत सीलिंग क्रॉस-संदूषण को रोकती है।

एक बैटरी निर्माण संयंत्र में, एक प्लेट हीट एक्सचेंजर 120°C निकास वायु का उपयोग करके ताज़ी हवा को 20°C से 90°C तक गर्म करता है, जिससे ओवन की ऊर्जा की मांग लगभग 70% कम हो जाती है। ठंडी निकास वायु को संसाधित करके 95% NMP प्राप्त किया जाता है।

लकड़ी सुखाने में एयर टू एयर हीट एक्सचेंजर कैसे काम करता है?

लकड़ी सुखाने में एक वायु-से-वायु ताप विनिमायक दो वायु धाराओं के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण करता है, उन्हें मिलाए बिना, जिससे ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है और सुखाने की स्थिति नियंत्रित होती है। यह इस प्रकार काम करता है:

  1. लकड़ी सुखाने का उद्देश्यलकड़ी सुखाने (भट्ठी सुखाने) के लिए सटीक तापमान और आर्द्रता नियंत्रण की आवश्यकता होती है ताकि लकड़ी में दरार या टेढ़ापन जैसी कोई खराबी पैदा किए बिना उसमें से नमी निकाली जा सके। हीट एक्सचेंजर, भट्ठे से निकलने वाली हवा से ऊष्मा प्राप्त करता है और उसे आने वाली ताज़ी हवा में स्थानांतरित करता है, जिससे ऊर्जा की लागत कम होती है और सुखाने की स्थिति स्थिर बनी रहती है।
  2. अवयव:
    • एक ताप एक्सचेंजर इकाई, जिसमें आमतौर पर धातु की प्लेटों, ट्यूबों या पंखों की एक श्रृंखला होती है।
    • दो अलग-अलग वायु मार्ग: एक भट्ठे से निकलने वाली गर्म, आर्द्र हवा के लिए और दूसरा ठंडी, ताजी आने वाली हवा के लिए।
    • सिस्टम के माध्यम से हवा को चलाने के लिए पंखे या ब्लोअर।
  3. कार्य तंत्र:
    • निकालने की हवाभट्ठे से निकलने वाली गर्म, नमी से भरी हवा (जैसे, 50-80°C) हीट एक्सचेंजर के एक तरफ से होकर गुजरती है। यह हवा सुखाने की प्रक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा ऊर्जा को वहन करती है।
    • गर्मी का हस्तांतरणनिकास वायु से निकलने वाली ऊष्मा एक्सचेंजर की पतली धातु की दीवारों से होकर दूसरी ओर आने वाली ठंडी ताज़ी हवा (जैसे, 20-30°C) तक पहुँचती है। धातु दो वायु धाराओं को मिलाए बिना कुशल ऊष्मा स्थानांतरण सुनिश्चित करती है।
    • ताज़ी हवा का तापन: आने वाली हवा ऊष्मा को अवशोषित कर लेती है, जिससे भट्ठे में प्रवेश करने से पहले उसका तापमान बढ़ जाता है। यह पहले से गर्म की गई हवा भट्ठे को वांछित सुखाने के तापमान तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम कर देती है।
    • नमी पृथक्करणअब ठंडी हो चुकी निकास वायु अपनी कुछ नमी को संघनित कर सकती है, जिसे बाहर निकाला जा सकता है, जिससे भट्ठे में आर्द्रता को नियंत्रित करने में मदद मिलती है।
  4. हीट एक्सचेंजर्स के प्रकार:
    • प्लेट हीट एक्सचेंजर्स: वायु धाराओं को अलग करने के लिए सपाट प्लेटों का उपयोग करें, जिससे उच्च दक्षता प्राप्त होती है।
    • ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स: वायु प्रवाह के लिए ट्यूबों का उपयोग करें, उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए टिकाऊ।
    • हीट पाइप एक्सचेंजर्स: ऊष्मा स्थानांतरण के लिए कार्यशील तरल पदार्थ के साथ सीलबंद पाइपों का उपयोग करें, जो बड़े भट्टों के लिए प्रभावी है।
  5. लकड़ी सुखाने में लाभ:
    • ऊर्जा दक्षता: निकास वायु से 50-80% ऊष्मा की वसूली करता है, जिससे ईंधन या बिजली की लागत कम होती है।
    • लगातार सुखाना: पहले से गर्म हवा भट्टी के तापमान को स्थिर बनाए रखती है, जिससे लकड़ी की गुणवत्ता में सुधार होता है।
    • पर्यावरणीय प्रभाव: ऊर्जा खपत और उत्सर्जन को कम करता है।
  6. चुनौतियां:
    • रखरखावलकड़ी से धूल या राल एक्सचेंजर सतहों पर जमा हो सकती है, जिसे नियमित सफाई की आवश्यकता होती है।
    • प्रारंभिक लागतस्थापना महंगी हो सकती है, हालांकि दीर्घकालिक ऊर्जा बचत से इसकी भरपाई हो जाती है।
    • आर्द्रता नियंत्रणअत्यधिक आर्द्र स्थितियों से बचने के लिए सिस्टम को उचित नमी निष्कासन के साथ गर्मी की वसूली को संतुलित करना चाहिए।

संक्षेप में, लकड़ी सुखाने में एक एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर, आने वाली हवा को पहले से गर्म करने के लिए निकास हवा से ऊष्मा ग्रहण करता है, जिससे ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है और सुखाने की इष्टतम स्थितियाँ बनी रहती हैं। यह टिकाऊ, उच्च-गुणवत्ता वाली लकड़ी प्रसंस्करण के लिए आधुनिक भट्ठी प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण घटक है।

ताज़ी हवा प्रणाली में एयर टू एयर हीट एक्सचेंजर कैसे काम करता है?

ताज़ी हवा प्रणाली में एक एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर, आने वाली ताज़ी हवा और बाहर जाने वाली बासी हवा के बीच, दोनों धाराओं को मिलाए बिना, ऊष्मा का स्थानांतरण करता है। यह इस प्रकार काम करता है:

  1. संरचनाएक्सचेंजर में एक कोर होता है जिसमें पतली, वैकल्पिक चैनल या प्लेटें होती हैं, जो अक्सर धातु या प्लास्टिक से बनी होती हैं, जो आने वाली और जाने वाली हवा के प्रवाह को अलग करती हैं। ये चैनल हवा के प्रवाह को अलग रखते हुए ऊष्मा स्थानांतरण की अनुमति देते हैं।
  2. गर्मी का हस्तांतरण:
    • सर्दियों में, गर्म इनडोर हवा (निकास के कारण) अपनी गर्मी को ठंडी आने वाली ताजी हवा में स्थानांतरित कर देती है, जिससे वह पहले से गर्म हो जाती है।
    • गर्मियों में, ठंडी इनडोर हवा अपनी "ठंडक" को गर्म आने वाली हवा में स्थानांतरित कर देती है, जिससे वह पहले से ही ठंडी हो जाती है।
    • यह प्रक्रिया एक्सचेंजर की दीवारों के आर-पार चालन के माध्यम से होती है, जो तापमान अंतर से संचालित होती है।
  3. प्रकार:
    • क्रॉस प्रवाह: वायु धाराएं लंबवत प्रवाहित होती हैं, जो मध्यम दक्षता प्रदान करती हैं (50-70%)।
    • प्रति-प्रवाह: वायु धाराएं विपरीत दिशाओं में प्रवाहित होती हैं, जिससे ऊष्मा स्थानांतरण अधिकतम होता है (90% दक्षता तक)।
    • रोटरी (एन्थैल्पी व्हील): एक घूमता हुआ पहिया गर्मी और नमी दोनों को अवशोषित और स्थानांतरित करता है, जो आर्द्रता नियंत्रण के लिए आदर्श है।
  4. फ़ायदे:
    • निकास वायु से 50-90% ऊष्मा की वसूली करके ऊर्जा हानि को कम करता है।
    • हीटिंग/कूलिंग लागत को न्यूनतम करते हुए ताजी हवा की आपूर्ति करके इनडोर वायु गुणवत्ता को बनाए रखता है।
  5. ताज़ी हवा प्रणाली में संचालन:
    • एक पंखा एक्सचेंजर के माध्यम से भवन से बासी हवा खींचता है, जबकि दूसरा पंखा बाहर से ताजी हवा अंदर खींचता है।
    • एक्सचेंजर यह सुनिश्चित करता है कि वितरण से पहले आने वाली हवा को संतुलित किया जाए (आंतरिक तापमान के करीब), जिससे HVAC प्रणालियों पर भार कम हो जाता है।
  6. नमी नियंत्रण (कुछ मॉडलों में):
    • एन्थैल्पी एक्सचेंजर्स नमी का स्थानांतरण भी करते हैं, जिससे घर के अंदर अत्यधिक शुष्क या आर्द्र स्थिति उत्पन्न नहीं होती।

यह प्रणाली वायु की गुणवत्ता बनाए रखते हुए ऊष्मा का पुनर्चक्रण करके वेंटिलेशन दक्षता, ऊर्जा बचत और आराम सुनिश्चित करती है।

एयर टू एयर हीट एक्सचेंजर कैसे काम करता है?

एक वायु-से-वायु ऊष्मा विनिमायक दो अलग-अलग वायु धाराओं के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण करता है, उन्हें मिलाए बिना। यह आमतौर पर एल्यूमीनियम जैसे तापीय चालक पदार्थ से बनी पतली प्लेटों या नलियों की एक श्रृंखला होती है, जिन्हें सतह क्षेत्र को अधिकतम करने के लिए व्यवस्थित किया जाता है। एक वायु धारा (जैसे, किसी इमारत से निकलने वाली गर्म हवा) एक तरफ बहती है, और दूसरी (जैसे, ठंडी आने वाली ताज़ी हवा) दूसरी तरफ बहती है।

गर्म वायुधारा से ऊष्मा, चालक पदार्थ से होकर ठंडी वायुधारा में प्रवाहित होती है और उसे गर्म करती है। इस प्रक्रिया से ऊर्जा की पुनः प्राप्ति होती है जो अन्यथा नष्ट हो जाती, जिससे तापन या शीतलन प्रणालियों की दक्षता में सुधार होता है। कुछ डिज़ाइन, जैसे क्रॉस-फ्लो या काउंटर-फ्लो एक्सचेंजर्स, हवा को विशिष्ट पैटर्न में निर्देशित करके ऊष्मा स्थानांतरण को अनुकूलित करते हैं। प्रभावशीलता वायु प्रवाह दर, तापमान अंतर और एक्सचेंजर डिज़ाइन जैसे कारकों पर निर्भर करती है, जो आमतौर पर 50-80% ऊष्मा की पुनः प्राप्ति करते हैं।

कुछ मॉडलों (जैसे, एन्थैल्पी एक्सचेंजर्स) में नमी का स्थानांतरण हो सकता है, जो ऊष्मा के साथ-साथ जल वाष्प को स्थानांतरित करने के लिए विशेष झिल्लियों का उपयोग करते हैं, जो आर्द्रता नियंत्रण के लिए उपयोगी है। इस प्रणाली में हवा को स्थानांतरित करने के लिए पंखों की आवश्यकता होती है, और रखरखाव में रुकावटों या संदूषण को रोकने के लिए सफाई शामिल है।

बॉयलर में हीट एक्सचेंजर कैसे काम करता है?

बॉयलर में हीट एक्सचेंजर दहन गैसों से ऊष्मा को सिस्टम में प्रवाहित होने वाले पानी में स्थानांतरित करता है। यह चरणबद्ध तरीके से कैसे काम करता है, यहाँ बताया गया है:

  1. दहन होता हैबॉयलर ईंधन स्रोत (जैसे प्राकृतिक गैस, तेल या बिजली) को जलाता है, जिससे गर्म दहन गैसें उत्पन्न होती हैं।

  2. हीट एक्सचेंजर में ऊष्मा स्थानांतरणये गर्म गैसें एक ताप एक्सचेंजर के माध्यम से प्रवाहित होती हैं - जो आमतौर पर एक कुंडलित या पंखदार धातु ट्यूब या स्टील, तांबे या एल्यूमीनियम से बनी प्लेटों की श्रृंखला होती है।

  3. जल परिसंचरणकेंद्रीय ताप प्रणाली से ठंडा पानी हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पंप किया जाता है।

  4. ऊष्मा अवशोषणजब गर्म गैसें हीट एक्सचेंजर की सतहों के ऊपर से गुजरती हैं, तो धातु के माध्यम से ऊष्मा अंदर मौजूद पानी में स्थानांतरित हो जाती है।

  5. गर्म पानी की आपूर्तिअब गर्म हुआ पानी बॉयलर के प्रकार (कॉम्बी या सिस्टम बॉयलर) के आधार पर रेडिएटर्स के माध्यम से या गर्म पानी के नलों में प्रसारित किया जाता है।

  6. गैस निष्कासनठंडी हुई दहन गैसों को चिमनी के माध्यम से बाहर निकाल दिया जाता है।

में संघनन बॉयलरवहाँ एक है अतिरिक्त चरण:

  • प्रारंभिक ऊष्मा स्थानांतरण के बाद, निकास गैसों में शेष ऊष्मा का उपयोग किया जाता है आने वाले ठंडे पानी को पहले से गर्म कर लेंइससे और भी अधिक ऊर्जा प्राप्त होती है और दक्षता में सुधार होता है। इस प्रक्रिया से अक्सर यह उत्पन्न होता है। संघनित (पानी)जो बॉयलर से बाहर निकल जाता है।

औद्योगिक वायु से वायु ताप एक्सचेंजर | प्रतिप्रवाह ताप एक्सचेंजर

एक औद्योगिक वायु-से-वायु ताप एक्सचेंजर दो वायु धाराओं के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण उन्हें मिलाए बिना करता है, जिससे HVAC प्रणालियों, औद्योगिक प्रक्रियाओं या वेंटिलेशन में ऊर्जा दक्षता में सुधार होता है। प्रतिप्रवाह ताप विनिमायक यह एक विशिष्ट प्रकार है, जहां दो वायु धाराएं विपरीत दिशाओं में प्रवाहित होती हैं, जिससे विनिमय सतह पर एक सुसंगत तापमान प्रवणता के कारण ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता अधिकतम हो जाती है।

औद्योगिक एयर-टू-एयर काउंटरफ्लो हीट एक्सचेंजर्स की मुख्य विशेषताएं:

  • क्षमता: प्रतिप्रवाह डिजाइन क्रॉसफ्लो या समानांतर-प्रवाह एक्सचेंजर्स की तुलना में उच्च तापीय दक्षता (अक्सर 70-90%) प्राप्त करते हैं क्योंकि गर्म और ठंडे धाराओं के बीच तापमान का अंतर अपेक्षाकृत स्थिर रहता है।
  • निर्माण: आमतौर पर टिकाऊपन और संक्षारण प्रतिरोध के लिए एल्युमीनियम, स्टेनलेस स्टील या पॉलिमर जैसी सामग्रियों से बने होते हैं। प्लेट या ट्यूब का विन्यास आम है।
  • अनुप्रयोगऔद्योगिक सुखाने, अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति, डेटा केंद्रों और भवन वेंटिलेशन में हवा को पहले से गर्म या ठंडा करने के लिए उपयोग किया जाता है।
  • फ़ायदे: ऊर्जा लागत कम करता है, कार्बन फुटप्रिंट कम करता है, तथा क्रॉस-संदूषण को रोककर वायु की गुणवत्ता बनाए रखता है।
  • चुनौतियांप्रतिप्रवाह डिज़ाइन के कारण उच्च दाब गिरावट के कारण पंखे की अधिक शक्ति की आवश्यकता हो सकती है। गंदगी या रुकावट को रोकने के लिए रखरखाव आवश्यक है।

उदाहरण:

किसी कारखाने में, एक प्रतिप्रवाह ताप एक्सचेंजर गर्म निकास हवा (जैसे, 80°C) से ऊष्मा प्राप्त कर सकता है, ताकि आने वाली ताजी हवा (जैसे, 10°C से 60°C तक) को पहले से गर्म किया जा सके, जिससे महत्वपूर्ण तापन ऊर्जा की बचत होती है।

industrial air to air heat exchanger | counterflow heat exchanger

औद्योगिक वायु से वायु ताप एक्सचेंजर | प्रतिप्रवाह ताप एक्सचेंजर

क्या हीट एक्सचेंजर आर्द्रता को हटाता है?

एक मानक वायु-से-वायु ताप विनिमायक मुख्यतः दो वायु धाराओं के बीच ऊष्मा का स्थानांतरण करता है और सीधे आर्द्रता को नहीं हटाता। वायु धाराएँ अलग-अलग रहती हैं, इसलिए एक वायु धारा में नमी (आर्द्रता) आमतौर पर उसी वायु धारा में रहती है। हालाँकि, ताप विनिमायक के प्रकार के आधार पर कुछ बारीकियाँ होती हैं:

  1. समझदार हीट एक्सचेंजर्सये (जैसे, ज़्यादातर प्लेट या हीट पाइप एक्सचेंजर) केवल ऊष्मा का स्थानांतरण करते हैं, नमी का नहीं। आने वाली और जाने वाली हवा में आर्द्रता का स्तर अपरिवर्तित रहता है, हालाँकि तापमान में बदलाव के कारण सापेक्ष आर्द्रता में थोड़ा बदलाव हो सकता है (गर्म हवा ज़्यादा नमी धारण कर सकती है, इसलिए आने वाली हवा को गर्म करने से उसकी सापेक्ष आर्द्रता कम हो सकती है)।
  2. एन्थैल्पी (कुल ऊर्जा) एक्सचेंजर्सरोटरी व्हील या कुछ झिल्ली-आधारित एक्सचेंजर्स जैसे कुछ उन्नत डिज़ाइन, ऊष्मा और नमी दोनों का स्थानांतरण कर सकते हैं। इन्हें हाइग्रोस्कोपिक या एन्थैल्पी रिकवरी वेंटिलेटर (ERV) कहा जाता है। कोर सामग्री या व्हील आर्द्र वायुप्रवाह (जैसे, गर्म, आर्द्र आंतरिक वायु) से नमी को अवशोषित करता है और उसे शुष्क वायुप्रवाह (जैसे, ठंडी, शुष्क बाहरी वायु) में स्थानांतरित करता है, जिससे आर्द्रता के स्तर को कुछ हद तक प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है।
  3. संघनन प्रभावकुछ स्थितियों में, यदि ऊष्मा विनिमायक आर्द्र वायु को उसके ओसांक से नीचे ठंडा करता है, तो विनिमायक की सतहों पर संघनन हो सकता है, जिससे उस वायुप्रवाह से कुछ नमी निकल सकती है। यह एक आकस्मिक कार्य है, प्राथमिक कार्य नहीं, और इसके लिए जल निकासी प्रणाली की आवश्यकता होती है।

इसलिए, एक मानक ताप विनिमायक तब तक आर्द्रता नहीं हटाता जब तक कि वह एन्थैल्पी-प्रकार का ERV न हो जो नमी स्थानांतरण के लिए डिज़ाइन किया गया हो या संघनन हो रहा हो। यदि आर्द्रता नियंत्रण एक लक्ष्य है, तो आपको एक ERV या एक अलग आर्द्रता-निरार्द्रीकरण प्रणाली की आवश्यकता होगी।

हीट रिकवरी व्हील एयर हैंडलिंग यूनिट

ऊष्मा पुनर्प्राप्ति पहिया एक में एयर हैंडलिंग यूनिट (AHU) यह एक ऐसा उपकरण है जो आने वाली ताज़ी हवा और बाहर जाने वाली निकास हवा के बीच ऊष्मा और कभी-कभी नमी का स्थानांतरण करके ऊर्जा दक्षता में सुधार करता है। यहाँ एक संक्षिप्त व्याख्या दी गई है:

यह काम किस प्रकार करता है

  • संरचनाहीट रिकवरी व्हील, जिसे रोटरी हीट एक्सचेंजर, थर्मल व्हील या एन्थैल्पी व्हील भी कहा जाता है, एक घूर्णनशील बेलनाकार मैट्रिक्स होता है जो आमतौर पर एल्युमीनियम या पॉलीमर से बना होता है, और अक्सर नमी के स्थानांतरण के लिए एक डिसेकेंट (जैसे, सिलिका जेल) से लेपित होता है। सतह क्षेत्र को अधिकतम करने के लिए इसकी संरचना छत्ते जैसी होती है।
  • संचालन: एक AHU में आपूर्ति और निकास वायु धाराओं के बीच स्थित, यह पहिया धीरे-धीरे घूमता है (10-20 RPM)। घूमते समय, यह गर्म वायु धारा (जैसे, सर्दियों में निकास वायु) से ऊष्मा ग्रहण करता है और उसे ठंडी वायु धारा (जैसे, आने वाली ताज़ी हवा) में स्थानांतरित करता है। गर्मियों में, यह आने वाली हवा को पहले से ठंडा कर सकता है।
  • प्रकार:

    • समझदार हीट व्हील: केवल ऊष्मा का स्थानांतरण करता है, नमी की मात्रा में परिवर्तन किए बिना वायु के तापमान को प्रभावित करता है।
    • एन्थैल्पी व्हील: ऊष्मा (संवेदनशील) और नमी (अव्यक्त) दोनों को स्थानांतरित करता है, नमी के अंतर के आधार पर जल वाष्प को सोखने और छोड़ने के लिए एक अवशोषक का उपयोग करता है। यह कुल ऊर्जा पुनर्प्राप्ति के लिए अधिक प्रभावी है।

  • क्षमतासंवेदनशील ऊष्मा पुनर्प्राप्ति से 85% तक दक्षता प्राप्त की जा सकती है, जबकि एन्थैल्पी पहिये गुप्त ऊष्मा की पुनर्प्राप्ति द्वारा 10-15% अधिक दक्षता जोड़ सकते हैं।

फ़ायदे

  • ऊर्जा बचत: आने वाली हवा को पूर्व-परिस्थिति में रखता है, जिससे हीटिंग या कूलिंग का भार कम होता है, विशेष रूप से ऐसे मौसम में जहां अंदर-बाहर तापमान में बहुत अंतर होता है।
  • बेहतर वायु गुणवत्ता: निकास हवा से ऊर्जा प्राप्त करते हुए ताजी हवा की आपूर्ति करता है, जिससे घर के अंदर आराम बना रहता है।
  • अनुप्रयोगवाणिज्यिक भवनों, अस्पतालों, स्कूलों और जिम में आम है जहां उच्च वेंटिलेशन दर की आवश्यकता होती है।

मुख्य विचार

  • रखरखाव: गंदगी या रुकावटों से दक्षता में कमी को रोकने के लिए नियमित सफाई ज़रूरी है। फ़िल्टर बदले जाने चाहिए और पहिये में जमाव की जाँच करवानी चाहिए।
  • रिसाववायु धाराओं के बीच थोड़ा-बहुत संदूषण संभव है (अच्छी तरह से अनुरक्षित प्रणालियों में निकास वायु पारगमन अनुपात <1%)। आपूर्ति पक्ष पर अत्यधिक दबाव इस जोखिम को कम करता है।
  • पाले से बचावठंडे मौसम में, पहियों पर बर्फ जम सकती है। इसे रोकने के लिए सिस्टम परिवर्तनशील गति नियंत्रण (VFD के माध्यम से), प्रीहीटिंग या स्टॉप/जॉगिंग का उपयोग करते हैं।
  • बाईपास डैम्पर्स: जब ऊष्मा पुनर्प्राप्ति की आवश्यकता न हो (जैसे, हल्के मौसम के दौरान) तो पहिये को बाईपास करने की अनुमति दें, जिससे पंखे की ऊर्जा की बचत होगी और पहिये का जीवनकाल बढ़ेगा।

उदाहरण

अस्पताल के एएचयू में, एक हीट रिकवरी व्हील, निकास हवा (जैसे, 24°C) का उपयोग करके आने वाली सर्दियों की हवा (जैसे, 0°C से 15°C तक) को पहले से गर्म कर सकता है, जिससे हीटिंग सिस्टम का कार्यभार कम हो जाता है। गर्मियों में, यह ठंडी निकास हवा का उपयोग करके आने वाली हवा (जैसे, 35°C से 25°C तक) को पहले से ठंडा कर सकता है।

सीमाएँ

  • अंतरिक्षपहिये बड़े होते हैं, अक्सर सबसे बड़े AHU घटक होते हैं, जिनकी स्थापना के लिए सावधानीपूर्वक योजना की आवश्यकता होती है।
  • पार संदूषण: पूर्ण वायु धारा पृथक्करण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श नहीं है (जैसे, प्रयोगशालाएं), हालांकि आधुनिक डिजाइन इसे न्यूनतम कर देते हैं।
  • लागतप्रारंभिक लागत अधिक होती है, लेकिन उच्च वेंटिलेशन सेटिंग्स में ऊर्जा की बचत अक्सर इसे उचित ठहराती है।

क्रॉस फ्लो हीट एक्सचेंजर कैसे काम करता है?

क्रॉसफ्लो हीट एक्सचेंजर यह दो तरल पदार्थों को एक-दूसरे के समकोण (लंबवत) पर प्रवाहित करके काम करता है, आमतौर पर एक तरल पदार्थ नलियों से होकर बहता है और दूसरा नलियों के बाहर की ओर बहता है। इसका मुख्य सिद्धांत यह है कि ऊष्मा नलियों की दीवारों के माध्यम से एक तरल पदार्थ से दूसरे तरल पदार्थ में स्थानांतरित होती है। यह कैसे काम करता है, इसका चरण-दर-चरण विवरण इस प्रकार है:

अवयव:

  1. ट्यूब साइड: तरल पदार्थों में से एक ट्यूब के माध्यम से बहता है।
  2. शेल साइड: दूसरा तरल पदार्थ नलिकाओं के ऊपर, नलिका बंडल के आर-पार, नलिकाओं के अन्दर तरल पदार्थ के प्रवाह के लंबवत दिशा में बहता है।

कार्य प्रक्रिया:

  1. द्रव प्रवेशदोनों तरल पदार्थ (गर्म और ठंडे) अलग-अलग प्रवेश द्वारों से ऊष्मा विनिमायक में प्रवेश करते हैं। एक तरल पदार्थ (मान लीजिए गर्म तरल पदार्थ) नलियों के माध्यम से प्रवेश करता है, और दूसरा तरल पदार्थ (ठंडा तरल पदार्थ) नलियों के बाहर के स्थान में प्रवेश करता है।
  2. द्रव प्रवाह:

    • नलिकाओं के अंदर बहने वाला तरल पदार्थ सीधे या थोड़े मुड़े हुए रास्ते में बहता है।
    • नलिकाओं के बाहर बहने वाला द्रव उनके ऊपर से लंबवत दिशा में बहता है। इस द्रव का मार्ग या तो क्रॉसफ़्लो (नलिकाओं के सीधे आर-पार) हो सकता है या अधिक जटिल विन्यास वाला हो सकता है, जैसे क्रॉसफ़्लो और काउंटरफ़्लो का संयोजन।

  3. गर्मी का हस्तांतरण:

    • गर्म तरल पदार्थ से ऊष्मा ट्यूब की दीवारों में स्थानांतरित होती है और फिर ट्यूबों में प्रवाहित होने वाले ठंडे तरल पदार्थ में स्थानांतरित होती है।
    • ऊष्मा स्थानांतरण की दक्षता दो तरल पदार्थों के बीच तापमान के अंतर पर निर्भर करती है। तापमान का अंतर जितना अधिक होगा, ऊष्मा स्थानांतरण उतना ही अधिक कुशल होगा।

  4. दुकानऊष्मा स्थानांतरण के बाद, अब ठंडा गर्म तरल एक आउटलेट से बाहर निकलता है, और अब गर्म ठंडा तरल दूसरे आउटलेट से बाहर निकलता है। ऊष्मा विनिमय प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, ऊष्मा एक्सचेंजर से प्रवाहित होने पर दोनों तरल पदार्थों के तापमान में परिवर्तन होता है।

डिज़ाइन विविधताएँ:

  • एकल-पास क्रॉसफ़्लोएक तरल पदार्थ नलिकाओं में एक ही दिशा में बहता है, और दूसरा तरल पदार्थ नलिकाओं के माध्यम से चलता है।
  • मल्टी-पास क्रॉसफ़्लोट्यूब के अंदर का तरल पदार्थ कई बार प्रवाहित हो सकता है, जिससे बाहरी तरल पदार्थ के साथ संपर्क समय बढ़ जाता है, जिससे ऊष्मा हस्तांतरण में सुधार होता है।

दक्षता पर विचार:

  • क्रॉसफ़्लो हीट एक्सचेंजर्स आमतौर पर काउंटरफ़्लो हीट एक्सचेंजर्स की तुलना में कम कुशल होते हैं क्योंकि दोनों तरल पदार्थों के बीच तापमान प्रवणता हीट एक्सचेंजर की लंबाई के साथ घटती जाती है। काउंटरफ़्लो में, तरल पदार्थ अधिक स्थिर तापमान अंतर बनाए रखते हैं, जिससे यह ऊष्मा स्थानांतरण के लिए अधिक प्रभावी हो जाता है।
  • हालांकि, क्रॉसफ्लो हीट एक्सचेंजर्स को डिजाइन करना आसान होता है और अक्सर उन स्थितियों में उपयोग किया जाता है जहां स्थान सीमित होता है या जहां तरल पदार्थों को अलग करने की आवश्यकता होती है (जैसे एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर्स में)।

अनुप्रयोग:

  • वायु-शीतित ताप एक्सचेंजर्स (जैसे एचवीएसी सिस्टम या कार रेडिएटर में)।
  • इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का शीतलन.
  • वेंटिलेशन सिस्टम के लिए हीट एक्सचेंजर्स.

इसलिए, हालांकि ये काउंटरफ्लो हीट एक्सचेंजर्स की तरह तापीय रूप से कुशल नहीं हैं, क्रॉसफ्लो डिजाइन बहुमुखी हैं और आमतौर पर तब उपयोग किए जाते हैं जब सादगी या स्थान की बचत महत्वपूर्ण होती है।

क्रॉसफ्लो और काउंटरफ्लो हीट एक्सचेंजर्स के बीच क्या अंतर है?

के बीच मुख्य अंतर क्रॉस प्रवाह और प्रतिप्रवाह हीट एक्सचेंजर्स का प्रवाह उस दिशा में होता है जिसमें दो तरल पदार्थ एक दूसरे के सापेक्ष प्रवाहित होते हैं।

  1. काउंटरफ्लो हीट एक्सचेंजर:

    • प्रतिप्रवाह ऊष्मा विनिमायक में, दो तरल पदार्थ विपरीत दिशाओं में प्रवाहित होते हैं। यह व्यवस्था तरल पदार्थों के बीच तापमान प्रवणता को अधिकतम करती है, जिससे ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता में सुधार होता है।
    • फ़ायदाप्रतिप्रवाह डिज़ाइन आमतौर पर अधिक कुशल होता है क्योंकि तरल पदार्थों के बीच तापमान का अंतर ऊष्मा एक्सचेंजर की पूरी लंबाई में बना रहता है। यह इसे उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है जहाँ ऊष्मा स्थानांतरण को अधिकतम करना महत्वपूर्ण होता है।

  2. क्रॉसफ्लो हीट एक्सचेंजर:

    • एक क्रॉसफ़्लो हीट एक्सचेंजर में, दो तरल पदार्थ एक-दूसरे के लंबवत (एक कोण पर) प्रवाहित होते हैं। एक तरल पदार्थ आमतौर पर एक ही दिशा में प्रवाहित होता है, जबकि दूसरा तरल पदार्थ उस दिशा में प्रवाहित होता है जो पहले तरल पदार्थ के पथ को काटता है।
    • फ़ायदा: हालाँकि क्रॉसफ़्लो व्यवस्था, प्रतिप्रवाह जितनी ऊष्मीय रूप से कुशल नहीं है, फिर भी यह स्थान या डिज़ाइन संबंधी बाधाओं के समय उपयोगी हो सकती है। इसका उपयोग अक्सर उन स्थितियों में किया जाता है जहाँ तरल पदार्थों को निश्चित पथों में प्रवाहित होना आवश्यक होता है, जैसे वायु-शीतित ऊष्मा विनिमायकों में या चरण परिवर्तन (जैसे, संघनन या वाष्पीकरण) वाली स्थितियों में।

मुख्य अंतर:

  • प्रवाह दिशा: प्रतिप्रवाह = विपरीत दिशाएँ; क्रॉसफ्लो = लंबवत दिशाएँ।
  • क्षमता: तरल पदार्थों के बीच अधिक सुसंगत तापमान प्रवणता के कारण प्रतिप्रवाह में उच्च ताप स्थानांतरण दक्षता होती है।
  • अनुप्रयोगक्रॉसफ्लो का प्रयोग अक्सर वहां किया जाता है जहां डिजाइन सीमाओं या स्थान की कमी के कारण काउंटरफ्लो संभव नहीं होता है।

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