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換気システムにおける熱交換器の応用

Heat exchangers play a key role in ventilation systems by improving air handling efficiency, reducing energy consumption, and enhancing indoor air quality. Below is a detailed explanation of their functions and common applications.

I. Functions of Heat Exchangers in Ventilation Systems

  1. Energy Saving
    Heat exchangers recover thermal energy (or cooling energy) from exhaust air and transfer it to the incoming fresh air. This reduces the energy required to heat or cool fresh air, making it ideal for both winter heating and summer cooling.

  2. Improving Fresh Air Quality and Comfort
    While ensuring sufficient ventilation, heat exchangers help preheat or precool the fresh air, minimizing temperature differences between indoor and outdoor air, and improving occupant comfort.

  3. Boosting System Efficiency (COP)
    By recovering both sensible and latent heat from exhaust air, the system’s energy efficiency is significantly improved.

  4. Assisting Temperature and Humidity Control
    In environments such as cleanrooms, laboratories, or temperature-controlled workshops, heat exchangers serve as pre-conditioning units to stabilize incoming air conditions.

II. Common Types of Heat Exchangers in Ventilation Systems

  1. Plate Heat Exchanger (Sensible Heat)

    • Uses aluminum or plastic plates to separate exhaust and supply air streams while transferring heat across the plates.

    • Commonly used in commercial buildings, schools, and office ventilation.

    • Efficiency typically ranges from 50% to 70%.

  2. Total Heat Recovery Unit (Sensible + Latent Heat)

    • Uses a special membrane that allows both heat and moisture exchange.

    • Ideal for residential buildings, hospitals, hotels, and environments with humidity control needs.

    • Provides better comfort and energy savings.

  3. Heat Pipe Heat Exchanger

    • Features a simple structure with no moving parts; transfers heat via heat pipes while keeping airflow streams completely separate.

    • Suitable for server rooms, preheating/precooling fresh air, and drying systems.

    • Performs well in high-temperature exhaust air environments.

  4. Rotary Wheel Heat Exchanger

    • A rotating wheel with hygroscopic coating simultaneously contacts both fresh and exhaust air, transferring both heat and moisture.

    • High efficiency (up to 70%–85%), but with a potential risk of cross-contamination.

    • Suitable for scenarios where energy efficiency is prioritized and cross-contamination is not critical.

  5. Indirect Evaporative Cooling Heat Exchanger

    • Uses exhaust air evaporation to cool incoming air without adding humidity.

    • Ideal for hot, dry environments such as industrial workshops and warehouses.

III. Typical Application Scenarios

  • Industrial Facilities: Improve temperature and humidity control while lowering fresh air energy consumption.

  • Cleanrooms and Operating Rooms: Stabilize airflow and temperature for controlled environments.

  • Commercial Buildings and Offices: Precondition fresh air and improve HVAC efficiency.

  • Public Spaces (Subways, Airports, Schools): Ensure good ventilation while saving energy.

  • Data Centers and Server Rooms: Recover waste heat for air preheating during winter.

  • Livestock Houses and Greenhouses: Balance ventilation with temperature and humidity stability to support growth.

IV. Conclusion

The application of heat exchangers in ventilation systems has become an essential part of modern HVAC design. By recovering thermal energy, enhancing indoor comfort, and improving air quality, heat exchangers are a core component in green buildings, energy-saving solutions, and intelligent ventilation systems.

エチレングリコール熱回収換気ユニット

An ethylene glycol heat recovery ventilation unit is an air handling device that uses ethylene glycol solution as a heat transfer medium to recover heat or cooling energy from exhaust air, improving the energy efficiency of air conditioning systems. It is widely used in places requiring strict separation of fresh and exhaust air, such as hospitals, laboratories, and industrial facilities.

動作原理

The ethylene glycol heat recovery ventilation unit achieves energy recovery through a heat exchanger and ethylene glycol solution:

  1. Exhaust Side: The cooling or heating energy in the exhaust air is transferred to the ethylene glycol solution via a heat exchanger, altering the solution's temperature.
  2. Fresh Air Side: A circulation pump delivers the cooled or heated ethylene glycol solution to the fresh air side's heat exchanger, adjusting the fresh air temperature to reduce the operating load and energy consumption of the air conditioning system.
  3. Heat Recovery Efficiency: The heat recovery efficiency of the ethylene glycol solution can reach about 50%, depending on system design and operating conditions.

System Components

  • Fresh Air Side: Fresh air section, primary/medium efficiency filter section, ethylene glycol heat exchanger, and supply fan section.
  • Exhaust Side: Return air section, primary efficiency filter section, ethylene glycol heat exchanger, and exhaust fan section.

アプリケーション

  • Suitable for scenarios requiring complete isolation of fresh and exhaust air, such as hospitals and cleanrooms.
  • Ideal for industrial or commercial buildings needing efficient energy recovery, such as factories and transportation facilities.

利点

  • High Energy Efficiency: Reduces air conditioning system energy consumption through heat recovery, lowering operating costs.
  • Flexibility: Adjusts fresh air temperature based on varying climate conditions, adapting to diverse environments.
  • Safety: Ethylene glycol solution prevents heat exchanger freezing in low-temperature environments.

Considerations

  • メンテナンス: Regular checks on the ethylene glycol solution concentration and circulation pump operation are necessary.
  • Design Requirements: System design must consider the layout of fresh and exhaust air ducts to ensure efficient heat exchange and prevent cross-contamination.

熱回収外気ユニット

The heat recovery fresh air unit is an energy-efficient ventilation system that introduces fresh outdoor air while recovering heat from the exhaust air. It uses a heat exchanger—typically a plate-type or rotary wheel exchanger—to transfer thermal energy between incoming and outgoing airstreams without mixing them, significantly reducing heating or cooling loads.

Constructed with high-efficiency filters, fans, and a heat exchanger core (commonly aluminum or enthalpy material), the system ensures a continuous supply of fresh air while maintaining indoor temperature stability and improving air quality. It helps reduce energy consumption, enhance indoor comfort, and comply with modern building energy-saving standards.

These units are ideal for applications in offices, factories, schools, hospitals, and other facilities requiring reliable ventilation and temperature control with reduced operating costs.

外気システムにおける空気対空気熱交換器の仕組み

外気システムにおける空気対空気熱交換器は、流入する新鮮な空気と排出される古い空気の間で熱を伝達しますが、両者を混合することはありません。その仕組みは以下のとおりです。

  1. 構造熱交換器は、薄いチャネルまたはプレートが交互に配置されたコアで構成されており、多くの場合金属またはプラスチック製で、入ってくる空気と出ていく空気を分離します。これらのチャネルは、空気の流れを遮断しながら熱伝達を可能にします。
  2. 熱伝達:
    • 冬には、排気される暖かい室内の空気がその熱をより冷たい新鮮な空気に伝え、それを暖めます。
    • 夏には、涼しい室内の空気がその「涼しさ」を暖かい空気に移し、暖かい空気を事前に冷却します。
    • このプロセスは、温度差によって熱交換器の壁を介した伝導によって発生します。
  3. 種類:
    • クロスフロー: 空気の流れが垂直に流れるため、中程度の効率が得られます(50-70%)。
    • 逆流: 空気の流れが反対方向に流れ、熱伝達が最大化されます (最大 90% の効率)。
    • ロータリー（エンタルピーホイール）回転ホイールが熱と湿気を吸収・移動し、湿度コントロールに最適です。
  4. 利点:
    • 排気熱の50～90%を回収することでエネルギーロスを削減します。
    • 冷暖房コストを最小限に抑えながら新鮮な空気を供給することで、室内の空気の質を維持します。
  5. 外気システムでの操作:
    • ファンが交換器を通じて建物から古い空気を吸い込み、別のファンが新鮮な屋外の空気を吸い込みます。
    • 交換器により、流入する空気が分配前に（室内温度に近くなるように）調整され、HVAC システムの負荷が軽減されます。
  6. 湿気コントロール （一部のモデル）
    • エンタルピー交換器は湿気も移動させ、室内の過度の乾燥や湿気を防ぎます。

このシステムは、空気の質を維持しながら熱をリサイクルすることで、換気効率、エネルギー節約、快適性を確保します。

中国のヒートポンプ式新鮮空気換気システム

A heat pump fresh air ventilator system combines ventilation and energy recovery, using a heat pump to manage the temperature of incoming fresh air while simultaneously removing stale air from a space. This type of system is especially energy-efficient, as it not only improves indoor air quality but also recycles the thermal energy from the exhaust air.

Here’s how it typically works:

  1. Fresh Air Intake: The system draws in fresh air from the outside.

  2. Heat Pump Operation: The heat pump extracts heat from the exhaust air (or vice versa depending on the season) and transfers it to the incoming fresh air. In the winter, it can warm up the cold outside air; in the summer, it can cool the incoming air.

  3. Ventilation: As the system works, it also ventilates the space by removing stale, polluted air, maintaining a constant flow of fresh air without wasting energy.

The benefits include:

  • エネルギー効率: The heat pump reduces the need for additional heating or cooling, saving on energy costs.

  • Improved Air Quality: Constantly introducing fresh air helps remove indoor pollutants, ensuring better air quality.

  • Temperature Control: It can help maintain comfortable indoor temperatures year-round, whether heating or cooling is needed.

These systems are commonly used in energy-efficient buildings, homes, and commercial spaces where both air quality and energy savings are priorities.

換気および省エネ工学における空気対空気熱交換器の利用

空気対空気熱交換器の中心的な機能は、排気（室内排気）に含まれる残留熱を熱交換によって新鮮な空気（室外吸気）に伝達することです。この際、2つの気流を直接混合することはありません。このプロセス全体は、熱伝導と省エネの原理に基づいており、以下の通りです。

排気廃熱回収：
屋内に排出される空気（排気）には通常、大量の熱（冬は暖かい空気、夏は冷たい空気）が含まれており、通常は屋外に直接放散されます。
排気は熱交換器の片側を流れ、熱交換器の熱伝導材料に熱を伝達します。
熱伝達:
空気対空気熱交換器は通常、熱伝導性に優れた金属板、チューブ束、またはヒートパイプで構成されています。
新鮮な空気（外部から導入された空気）は熱交換器の反対側を流れ、排気側の熱に間接的に接触し、熱交換器の壁を通して熱を吸収します。
冬には新鮮な空気が予熱され、夏には新鮮な空気が予冷されます（排気がエアコンの冷気の場合）。
エネルギーの回収と節約：
新鮮な空気を予熱または予冷することで、その後の暖房または冷房設備のエネルギー消費を削減できます。例えば、冬季には屋外温度が0℃で排気温度が20℃の場合、熱交換器を通過すると新鮮な空気の温度は15℃まで上昇します。これにより、暖房システムは新鮮な空気を0℃から加熱するのではなく、15℃から目標温度まで加熱するだけで済みます。
気流遮断：
排気と新鮮な空気は熱交換器内の異なるチャネルを通って流れるため、相互汚染が回避され、室内の空気の質が確保されます。
技術プロセス
排気収集：室内の排気ガスは換気システム（排気ファンなど）を通じて空気対空気熱交換器に導かれます。
外気導入：屋外の新鮮な空気は外気ダクトを通って熱交換器の反対側に入ります。
熱交換: 熱交換器内では、排気と新鮮な空気が独立したチャネルで熱を交換します。
外気処理: 予熱 (または予冷) された外気が空調システムに入るか、直接室内に送られ、必要に応じて温度や湿度がさらに調整されます。
排気：熱交換が完了すると排気温度が低下し、最終的に屋外に排出されます。
空気対空気熱交換器の種類
プレート式熱交換器: 複数の薄いプレート層で構成され、排気と新鮮な空気が隣接するチャネルで反対方向または交差方向に流れるため、効率が高くなります。
ホイール熱交換器: 回転する熱ホイールを使用して排気熱を吸収し、新鮮な空気に伝達します。高風量システムに適しています。
ヒートパイプ熱交換器：ヒートパイプ内の作動流体の蒸発と凝縮を利用して熱を伝達し、温度差が大きいシナリオに適しています。
アドバンテージ
省エネ：排気廃熱の70%～90%を回収し、暖房や冷房のエネルギー消費を大幅に削減します。
環境保護: エネルギー消費量を削減し、二酸化炭素排出量を削減します。
快適性の向上: 冷たいまたは熱い新鮮な空気が直接入るのを防ぎ、室内環境を改善します。

Fully automatic non partition air filter production line

Fully automatic non partition air filter production line

The fully automatic non partition air filter production line is a highly automated production system, typically used to produce high-performance air filters, widely used in industrial, commercial, and household air purification equipment. Its core feature is the use of a non partition design to improve the filtration efficiency of the air filter and reduce the resistance of air flow.

主な特徴:
Partition free design: Traditional air filters typically use partitions to separate the filter material layer, while partition free design can effectively reduce obstacles to air flow, thereby improving filtration efficiency and reducing energy consumption.
Fully automated operation: From raw material cutting, filter material assembly, to finished product packaging, the production line achieves full automation, reduces manual intervention, and improves production efficiency and consistency.
High precision control system: By integrating advanced automation control systems and sensors, it ensures precise control of the production process and achieves high-quality filter products.
Fast switching and flexibility: The production line supports the production of filters of different specifications and types, and can quickly switch production modes to meet the needs of different customers.
Efficient production capacity: Design efficient processes and modular systems that can meet large-scale production requirements and ensure stable product quality.

Comparison of PUE for Data Center Cooling Technologies

データセンター冷却技術のPUEの比較

PUE (Power Usage Effectiveness) is an important indicator for measuring energy efficiency in data centers. Ideally, the closer the PUE value is to 1, the higher the energy utilization efficiency. The following are typical PUE value ranges for various cooling technologies:

冷却技术 典型PUE值 适用场景

传统风冷 1.7 - 2.5 中小型数据中心、气候炎热地区

热/冷通道隔离 1.3 - 1.6 大型数据中心

间接蒸发冷却 1.1 - 1.3 干燥地区、节能要求高的数据中心

冷冻水系统 1.2 - 1.5 高密度负载

浸没式液冷 1.05 - 1.2 高性能计算（HPC）、超高热密度场景

自由冷却 1.1 - 1.3 寒冷地区

热回收冷却 1.2 - 1.4 热能循环利用需求高的数据中心

AI智能温控 1.1 - 1.2 超大规模数据中心

air conditioning units

暖房と空調の最適な組み合わせ

A modular air conditioning unit is an air treatment equipment assembled from various air treatment functional sections. A series of products that can comprehensively treat air quality according to the process requirements of temperature, humidity, and cleanliness required by various types of factory production lines. The air volume range is from 650 cubic meters/hour to 30000 cubic meters/hour. Based on the actual needs of users and on-site installation space, it can achieve diversified structural combinations to meet the needs of various pharmaceutical machinery and food processing assembly lines. Welcome to inquire by email.

air conditioning units

Ventilation heat exchanger for vegetable low-temperature processing area and supermarket sorting area

野菜低温加工場・スーパーマーケット選別場向け換気熱交換器

低温野菜加工エリアにおける換気熱交換器の主な機能は、野菜の鮮度と品質を維持するために、加工環境の温度を適切な温度に保つことです。換気熱交換器は、効率的な熱交換技術を用いて室内の熱を放散すると同時に、外部の冷気または冷却空気を導入することで、効果的な温度制御を実現します。
さらに、低温野菜加工エリアの換気熱交換器では、湿度管理も考慮する必要があります。湿度が高すぎると野菜の腐敗を引き起こす可能性があるためです。そのため、一部の換気熱交換器には、加工環境の湿度を適切な範囲に保つための湿度調整機能も備わっています。
スーパーマーケットやショッピングモールの仕分けエリアは、商品の仕分け、包装、配送を担っています。このエリアにおける換気熱交換器の主な機能は、新鮮な空気を供給し、室内の濁った空気や余分な熱を除去することです。
スーパーマーケットの仕分けエリアに設置される換気熱交換器は、通常、広い空間と人通りの多い場所に対応するため、風量が大きく、効率的な熱交換性能を備えています。同時に、長期にわたる安定した運転を確保するために、メンテナンスや清掃が容易であることも求められます。
低温野菜加工エリアからスーパーマーケットの選別エリアまで、換気熱交換器は必要不可欠かつ重要な設備です。効率的な空調と温度制御により、これらのエリアに快適で健康的な作業環境を提供し、生産効率と製品品質の向上に貢献します。
当社のクロス向流プレート式熱交換器は、高品質の親水性アルミ箔、エポキシ樹脂アルミ箔、ステンレス鋼、ポリカーボネートなどの材料で作られています。空気は部分的にクロスフロー、部分的に相対フローで流れるため、臭気や湿気の透過を防ぎます。民生用・商業用換気システム、産業用換気システムにおけるエネルギー回収に応用されています。熱伝導が速く、二次汚染がなく、優れた伝熱効果を発揮します。

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