टैग पुरालेख हवा से हवा में ऊष्मा एक्सचेंजर

वेंटिलेशन और ऊर्जा-बचत इंजीनियरिंग में एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग

वायु-से-वायु ऊष्मा विनिमयक का मुख्य कार्य निकास वायु (आंतरिक निकास वायु) में मौजूद अवशिष्ट ऊष्मा को ऊष्मा विनिमय के माध्यम से, दोनों वायु प्रवाहों को सीधे मिलाए बिना, ताज़ी वायु (बाहरी अंतर्ग्रहण वायु) में स्थानांतरित करना है। यह पूरी प्रक्रिया ऊष्मा चालन और ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांतों पर आधारित है, जो इस प्रकार है:

निकास अपशिष्ट ऊष्मा संग्रहण:
घर के अंदर उत्सर्जित हवा (निकास) में आमतौर पर उच्च मात्रा में ऊष्मा होती है (सर्दियों में गर्म हवा और गर्मियों में ठंडी हवा), जो अन्यथा सीधे बाहर निकल जाती।
निकास वायु हीट एक्सचेंजर के एक ओर से प्रवाहित होती है, तथा हीट एक्सचेंजर की ऊष्मा चालक सामग्री में ऊष्मा स्थानांतरित करती है।
गर्मी का हस्तांतरण:
वायु से वायु ताप एक्सचेंजर आमतौर पर धातु प्लेटों, ट्यूब बंडलों या ताप पाइपों से बने होते हैं, जिनमें अच्छी तापीय चालकता होती है।
ताजी हवा (बाहर से प्रविष्ट की गई हवा) हीट एक्सचेंजर के दूसरी ओर से प्रवाहित होती है, जो अप्रत्यक्ष रूप से निकास पक्ष की गर्मी से संपर्क करती है, तथा हीट एक्सचेंजर की दीवार के माध्यम से गर्मी को अवशोषित करती है।
सर्दियों में, ताजी हवा को पहले से गर्म किया जाता है; गर्मियों में, ताजी हवा को पहले से ठंडा किया जाता है (यदि निकास हवा एयर कंडीशनिंग ठंडी हवा है)।
ऊर्जा पुनर्प्राप्ति और संरक्षण:
ताज़ी हवा को पहले से गर्म या ठंडा करके, बाद में इस्तेमाल होने वाले हीटिंग या कूलिंग उपकरणों की ऊर्जा खपत कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, सर्दियों में, बाहरी तापमान 0°C हो सकता है, और निकास तापमान 20°C हो सकता है। हीट एक्सचेंजर से गुज़रने के बाद, ताज़ी हवा का तापमान 15°C तक बढ़ सकता है। इस तरह, हीटिंग सिस्टम को ताज़ी हवा को 0°C से शुरू करने के बजाय, केवल 15°C से लक्ष्य तापमान तक गर्म करना होता है।
वायुप्रवाह अलगाव:
क्रॉस संदूषण से बचने और इनडोर वायु गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए हीट एक्सचेंजर में विभिन्न चैनलों के माध्यम से निकास और ताजा हवा का प्रवाह होता है।
तकनीकी प्रक्रिया
निकास संग्रहण: इनडोर निकास गैस को वेंटिलेशन सिस्टम (जैसे कि निकास पंखा) के माध्यम से वायु-से-वायु ताप एक्सचेंजर तक निर्देशित किया जाता है।
ताजा हवा का प्रवेश: बाहरी ताजा हवा ताजा हवा वाहिनी के माध्यम से हीट एक्सचेंजर के दूसरी ओर प्रवेश करती है।
ऊष्मा विनिमय: ऊष्मा एक्सचेंजर के अंदर, निकास और ताजी हवा पृथक चैनलों में ऊष्मा का विनिमय करती है।
ताजा हवा उपचार: पहले से गर्म (या पहले से ठंडी) ताजा हवा एयर कंडीशनिंग सिस्टम में प्रवेश करती है या सीधे कमरे में भेज दी जाती है, और आवश्यकतानुसार तापमान या आर्द्रता को और समायोजित किया जाता है।
निकास उत्सर्जन: ऊष्मा विनिमय पूरा होने के बाद, निकास तापमान कम हो जाता है और अंततः बाहर निकाल दिया जाता है।
वायु-से-वायु ताप एक्सचेंजर्स के प्रकार
प्लेट हीट एक्सचेंजर: यह पतली प्लेटों की कई परतों से बना होता है, जिसमें निकास और ताजी हवा आसन्न चैनलों में विपरीत या प्रतिच्छेदित दिशाओं में प्रवाहित होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता प्राप्त होती है।
व्हील हीट एक्सचेंजर: घूर्णनशील हीट व्हील्स का उपयोग करके निकास ऊष्मा को अवशोषित कर उसे ताजी हवा में स्थानांतरित करना, उच्च वायु मात्रा प्रणालियों के लिए उपयुक्त।
हीट पाइप हीट एक्सचेंजर: यह ऊष्मा को स्थानांतरित करने के लिए हीट पाइप के अंदर कार्यशील तरल पदार्थ के वाष्पीकरण और संघनन का उपयोग करता है, और बड़े तापमान अंतर वाले परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है।
फ़ायदा
ऊर्जा की बचत: 70% -90% निकास अपशिष्ट ऊष्मा की वसूली, जिससे हीटिंग या कूलिंग ऊर्जा खपत में उल्लेखनीय कमी आती है।
पर्यावरण संरक्षण: ऊर्जा खपत कम करें और कार्बन उत्सर्जन कम करें।
आराम में वृद्धि: ठंडी या गर्म ताजी हवा के सीधे प्रवेश से बचें और इनडोर वातावरण में सुधार करें।

खदान निकास ताप निष्कर्षण बॉक्स जिसमें अंतर्निर्मित वायु-से-वायु ताप एक्सचेंजर है

खदान के निकास ताप निष्कर्षण बॉक्स में निर्मित वायु-से-वायु ताप विनिमायक एक ऐसा उपकरण है जिसे विशेष रूप से खदान की निकास वायु से अपशिष्ट ऊष्मा प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। खदान से निकलने वाली गैस, खदान से निकलने वाली निम्न-तापमान, उच्च आर्द्रता वाली अपशिष्ट गैस है, जिसमें आमतौर पर एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा होती है, लेकिन पारंपरिक रूप से इसे बिना उपयोग किए सीधे ही निकाल दिया जाता है। यह उपकरण निकास वायु से ऊष्मा को ठंडी हवा की दूसरी धारा में स्थानांतरित करने के लिए एक निर्मित वायु-से-वायु ताप विनिमायक (अर्थात वायु-से-वायु ताप विनिमायक) का उपयोग करता है, जिससे अपशिष्ट ऊष्मा की पुनर्प्राप्ति का लक्ष्य प्राप्त होता है।

काम के सिद्धांत
वायु इनपुट की कमी: खदान में हवा की कमी वेंटिलेशन सिस्टम के माध्यम से ऊष्मा निष्कर्षण बॉक्स में प्रवेश करती है। निकास हवा का तापमान आम तौर पर लगभग 20 ℃ होता है (विशिष्ट तापमान खदान की गहराई और पर्यावरण के अनुसार बदलता रहता है), और आर्द्रता अपेक्षाकृत अधिक होती है।
वायु-से-वायु ताप विनिमायक का कार्य: अंतर्निर्मित वायु-से-वायु ताप विनिमायक आमतौर पर एक प्लेट या ट्यूब संरचना का उपयोग करता है, और निकास वायु और ठंडी हवा, ताप विनिमायक में एक विभाजन प्रकार के माध्यम से ऊष्मा का आदान-प्रदान करती हैं। हवा की अनुपस्थिति से उत्पन्न ऊष्मा ठंडी हवा में स्थानांतरित हो जाती है, जबकि दोनों वायु प्रवाह सीधे मिश्रित नहीं होते हैं।
ऊष्मा उत्पादन: ऊष्मा विनिमय द्वारा गर्म होने के बाद, ठंडी हवा का उपयोग खदान वायु इनलेट को जमने से रोकने, खनन क्षेत्र की इमारतों को गर्म करने, या घरेलू गर्म पानी के लिए किया जा सकता है, जबकि निकास हवा को ऊष्मा मुक्त करने के बाद कम तापमान पर छुट्टी दे दी जाती है।
विशेषताएँ और लाभ
कुशल और ऊर्जा-बचत: वायु-से-वायु ताप विनिमायकों को अतिरिक्त कार्यशील द्रवों की आवश्यकता नहीं होती और ये वायु से वायु में ऊष्मा स्थानांतरण का सीधा उपयोग करते हैं। इनकी संरचना सरल होती है और परिचालन लागत कम होती है।
पर्यावरण अनुकूलता: निकास ऊष्मा का पुनर्चक्रण करके और ऊर्जा अपव्यय को कम करके, यह हरित और निम्न-कार्बन विकास की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
मजबूत अनुकूलनशीलता: उपकरण को खदान निकास के प्रवाह दर और तापमान के अनुसार अनुकूलित और डिज़ाइन किया जा सकता है, जो विभिन्न पैमानों की खानों के लिए उपयुक्त है।
आसान रखरखाव: हीट पाइप या हीट पंप प्रणालियों की तुलना में, एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर्स की संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है और इसके रखरखाव की आवश्यकता कम होती है।
अनुप्रयोग परिदृश्य
कुएं के शीर्ष पर एंटी-फ्रीजिंग: खदान की हवा को गर्म करने के लिए प्राप्त ऊष्मा का उपयोग करें और सर्दियों में जमने से बचें।
भवन हीटिंग: खनन क्षेत्र में कार्यालय भवनों, शयनगृहों आदि के लिए हीटिंग प्रदान करना।
गर्म पानी की आपूर्ति: अनुवर्ती प्रणाली के साथ मिलकर, खनन क्षेत्र में घरेलू गर्म पानी के लिए ऊष्मा स्रोत प्रदान करें।
सावधानियां
नमी उपचार: निकास हवा की उच्च आर्द्रता के कारण, हीट एक्सचेंजर को संघनन जल संचय की समस्या का सामना करना पड़ सकता है, और एक जल निकासी प्रणाली या विरोधी जंग सामग्री को डिजाइन करने की आवश्यकता होती है।
ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता: वायु-से-वायु ऊष्मा एक्सचेंजर की दक्षता, वायु की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता और तापमान अंतर द्वारा सीमित होती है, और पुनर्प्राप्त ऊष्मा ऊष्मा पंप प्रणाली जितनी अधिक नहीं हो सकती है, लेकिन इसका लाभ इसकी सरल संरचना में निहित है।

पॉलिमर पीपी सामग्री से बना प्लेट प्रकार का एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर

पॉलीमर पीपी (पॉलीप्रोपाइलीन) सामग्री से बना प्लेट प्रकार का एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर, पॉलीप्रोपाइलीन सामग्री पर आधारित एक हीट एक्सचेंज उपकरण है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से गैसों के बीच हीट एक्सचेंज के लिए किया जाता है। इसकी मुख्य विशेषताएँ और अनुप्रयोग क्षेत्र इस प्रकार हैं:

मुख्य विशेषताएं:
संक्षारण प्रतिरोध: पीपी सामग्री में मजबूत रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध होता है और यह अम्लीय या क्षारीय गैस वातावरण के लिए उपयुक्त है, विशेष रूप से मजबूत संक्षारकता वाले औद्योगिक वातावरण में अच्छा प्रदर्शन करता है।

हल्का वजन: धातु हीट एक्सचेंजर्स की तुलना में, पीपी सामग्री हीट एक्सचेंजर्स वजन में हल्के होते हैं, जिससे उन्हें स्थापित करना और रखरखाव करना आसान होता है।

अच्छा तापीय स्थायित्व: पॉलीप्रोपाइलीन में अच्छा तापीय स्थायित्व होता है और यह आमतौर पर -10 °C से +95 °C के तापमान रेंज में काम कर सकता है।

उच्च लागत प्रभावशीलता: पीपी सामग्री की कम लागत और अपेक्षाकृत आसान प्रसंस्करण के कारण, समग्र लागत अपेक्षाकृत किफायती है।

पर्यावरण मित्रता: पॉलीप्रोपाइलीन एक पुनर्चक्रण योग्य बहुलक पदार्थ है जिसका निपटान के बाद पर्यावरण पर न्यूनतम प्रभाव पड़ता है।

मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र:
रासायनिक और दवा उद्योग: संक्षारक गैसों की ऊष्मा पुनर्प्राप्ति या तापमान विनियमन के लिए उपयोग किया जाता है।
निकास गैस उपचार प्रणाली: वायु शोधन प्रक्रिया के दौरान, हानिकारक गैसों से ऊष्मा को हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पुनर्प्राप्त किया जाता है।
खाद्य प्रसंस्करण: कुछ खाद्य उत्पादन प्रक्रियाओं में, इसका उपयोग पर्यावरणीय तापमान की स्थिरता बनाए रखने के लिए गैस विनिमय के लिए किया जाता है।
एचवीएसी प्रणाली: इमारतों के वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग सिस्टम में हवा को पहले से गर्म करने या पहले से ठंडा करने, ऊर्जा दक्षता में सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है।
पॉलीप्रोपाइलीन सामग्री से बना प्लेट प्रकार का एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर अपने अद्वितीय संक्षारण प्रतिरोध और अच्छी लागत प्रभावशीलता के कारण कई विशिष्ट औद्योगिक क्षेत्रों के लिए एक आदर्श विकल्प बन गया है।

प्लेट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर का कार्य सिद्धांत

प्लेट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला हीट एक्सचेंज उपकरण है, और इसका कार्य सिद्धांत इस प्रकार है:

प्लेट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर समानांतर धातु प्लेटों की एक श्रृंखला से बना है, और प्लेटों के बीच चैनलों की एक श्रृंखला बनती है। इन चैनलों में ऊष्मा माध्यम प्रवाहित होता है। जब ऊष्मा माध्यम प्लेट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर में प्रवाहित होता है, तो ऊष्मा माध्यम ऊष्मा को प्लेट में स्थानांतरित करता है, और फिर प्लेट ऊष्मा माध्यम के दूसरी ओर ऊष्मा स्थानांतरित करती है, जिससे ऊष्मा स्थानांतरण और ऊष्मा विनिमय प्राप्त होता है।

प्लेट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर के कार्य सिद्धांत को दो तरीकों से विभाजित किया जा सकता है: प्रत्यक्ष गर्मी हस्तांतरण और अप्रत्यक्ष गर्मी हस्तांतरण।

प्रत्यक्ष ऊष्मा अंतरण: प्रत्यक्ष ऊष्मा अंतरण से तात्पर्य प्लेट के माध्यम से सीधे प्रवाहित होने वाले ऊष्मा माध्यम से है, जो ऊष्मा को ऊष्मा माध्यम के दूसरी ओर स्थानांतरित करता है। यह विधि उन स्थितियों के लिए उपयुक्त है जहां ताप माध्यम के दोनों किनारों के बीच तापमान का अंतर छोटा है।

अप्रत्यक्ष ऊष्मा स्थानांतरण: अप्रत्यक्ष ऊष्मा स्थानांतरण से तात्पर्य ऊष्मा माध्यम द्वारा प्लेट के माध्यम से ऊष्मा माध्यम के दूसरी ओर ऊष्मा स्थानांतरित करने से है। यह विधि उन स्थितियों के लिए उपयुक्त है जहाँ ऊष्मा माध्यम के दोनों किनारों के बीच तापमान का अंतर बड़ा होता है।

प्लेट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर में, ताप माध्यम के प्रवाह के दो तरीके होते हैं: एक तरफा प्रवाह और दो तरफा प्रवाह। एक-तरफ़ा प्रवाह का अर्थ है कि ऊष्मा माध्यम केवल एक दिशा में प्रवाहित होता है, जबकि दो-तरफ़ा प्रवाह का अर्थ है कि ऊष्मा माध्यम दो दिशाओं में प्रवाहित हो सकता है। दो-तरफा प्रवाह वाले प्लेट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर्स में उच्च ताप विनिमय दक्षता होती है, लेकिन वे अधिक जटिल और महंगे भी होते हैं।

संक्षेप में, प्लेट एयर-टू-एयर हीट एक्सचेंजर प्लेटों के बीच चैनलों के माध्यम से हीट मीडिया के बीच हीट ट्रांसफर और हीट एक्सचेंज प्राप्त करता है। इसके कार्य सिद्धांत को प्रत्यक्ष गर्मी हस्तांतरण और अप्रत्यक्ष गर्मी हस्तांतरण में विभाजित किया जा सकता है, और गर्मी माध्यम के प्रवाह में एक तरफा प्रवाह और दो तरफा प्रवाह होता है।

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