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炭鉱換気シャフト還気廃熱利用プロジェクトにおける中間壁熱交換器の役割

炭鉱換気竪坑排熱利用プロジェクトにおいて、中間壁型熱交換器は熱を安全に輸送するための重要な設備です。その役割は、熱交換効率の向上だけでなく、システムの安全性と運用信頼性の確保にも及びます。中間壁型熱交換器の具体的な機能は以下の通りです。

シャフト凍結防止と補助シャフトエリアの冬季暖房という目的を達成するため、中間壁型熱交換器は、高温の還気を新鮮な空気または清浄媒体から安全に遮断し、効率的な熱交換を可能にする役割を果たします。主な機能は以下のとおりです。

還流空気の廃熱の効率的な回収と利用

戻り空気によって運ばれる大量の顕熱を利用して、熱は金属中間壁を通して外気または温水システムに安定して伝達され、シャフトに入る外気の温度が 2°C 以上に上昇し、凍結防止要件を満たします。

熱交換中の清潔さと安全性の確保

還気中には埃、湿気、さらには微量の有害ガスが含まれており、これらは直接外気システムに入ることはできません。中間壁構造により、高温媒体と低温媒体を効果的に隔離し、相互汚染を防ぎ、地下空気の品質と運用安全性を確保します。

暖房システムの運用信頼性の向上

熱交換器は堅牢な構造と安定した動作を備えており、極寒の環境下でも熱出力を継続します。これにより、補助シャフトにおける冬季暖房の継続性と信頼性が確保され、従来の電気暖房やボイラーシステムに伴う運用上の負担とリスクが軽減されます。

省エネ、排出削減、グリーン鉱山開発の推進

効率的な熱交換により、加熱エネルギーの消費量と運用コストが大幅に削減され、炭素排出量も削減されます。これにより、石炭鉱山がクリーンな生産とグリーン化を実現するための技術的支援となります。

 

翻訳者 DeepL.com (無料版)

空気対空気熱交換器を内蔵した鉱山排気熱抽出ボックス

鉱山排熱抽出ボックスに内蔵された空気対空気熱交換器は、鉱山排ガスから廃熱を回収するために特別に設計された装置です。鉱山排ガスとは、鉱山から排出される低温・高湿度の廃ガスを指し、通常はある程度の熱を含んでいますが、従来は利用されることなくそのまま排出されていました。この装置は、内蔵の空気対空気熱交換器(すなわち空気対空気熱交換器)を使用して、排気の熱を別の冷気流に伝達することで、廃熱回収という目的を達成します。

動作原理
入気不足:鉱山の入気不足は換気システムを通じて排熱箱に導入されます。排気温度は通常20℃前後(具体的な温度は鉱山の深度や環境によって異なります)、湿度は比較的高くなります。
空気対空気熱交換器の機能:内蔵型空気対空気熱交換器は通常、プレート型またはチューブ型構造を採用しており、排気と冷気は熱交換器内の仕切り板を介して熱交換します。風が弱いため、熱は冷気へと伝達されますが、2つの気流は直接混ざり合うことはありません。
熱出力:熱交換によって加熱された後の冷たい空気は、鉱山の空気取り入れ口の凍結防止、鉱山地域の建物の暖房、または生活用給湯に使用でき、排気は熱を放出した後、より低い温度で排出されます。
特徴と利点
効率的で省エネ:空気対空気熱交換器は追加の作動流体を必要とせず、空気から空気への熱伝達を直接利用します。構造がシンプルで、運用コストが低く抑えられます。
環境への配慮:排熱を再利用し、エネルギーの無駄を削減することで、グリーンおよび低炭素開発の要件を満たします。
優れた適応性:鉱山排気の流量と温度に応じて機器をカスタマイズおよび設計できるため、さまざまな規模の鉱山に適しています。
メンテナンスが簡単: ヒートパイプやヒートポンプ システムと比較すると、空気対空気熱交換器は構造が比較的単純で、メンテナンスの必要性が少なくなります。
アプリケーションシナリオ
坑口の凍結防止: 回収した熱を利用して鉱山の空気取り入れ口を温め、冬季の凍結を防止します。
建物暖房:鉱山地域内のオフィスビル、寮などに暖房を提供します。
給湯:後続システムと組み合わせて、鉱山エリアの生活用給湯用の熱源を提供します。
予防
湿気処理: 排気の湿度が高いため、熱交換器に結露水が蓄積する問題が発生する可能性があり、排水システムや防錆材料を設計する必要があります。
熱伝達効率:空気対空気熱交換器の効率は、空気の比熱容量と温度差によって制限され、回収される熱はヒートポンプシステムほど高くない場合があります。しかし、その利点は構造がシンプルであることです。

鉱山換気廃熱回収熱交換器

鉱山換気廃熱回収熱交換器は、鉱山換気システムから発生する廃熱を回収して利用するための装置です。地下採掘作業では、換気プロセス中に大量の熱が生成され、通常、この熱は廃棄物として大気中に放出されます。

廃熱回収熱交換器の目的は、鉱山の換気空気から熱を捕捉し、水や空気などの別の媒体に移し、さらに使用することです。熱交換器は通常、換気システムに設置され、高温の換気空気が熱交換器を通過し、その熱を二次媒体に伝達します。

熱交換器内の熱伝達プロセスにより、換気空気が冷却されると同時に二次媒体が加熱されます。加熱された二次媒体は、暖房、給湯、さらには発電などのさまざまな用途に利用できます。

鉱山の換気システムに廃熱回収熱交換器を導入することで、廃棄される熱エネルギーを効果的に回収して利用することができ、その結果、エネルギーが節約され、鉱山作業全体のエネルギー効率が向上します。このアプローチは、エネルギー消費を削減するだけでなく、より持続可能で環境に優しい鉱業にも貢献します。

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