산업 정화 열 회수

산업폐열 회수 및 정화 솔루션 종합 서비스 제공업체

작성자 아카이브 샤오하이

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  • 게시자: 샤오하이
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산업용 환기 열 회수 시스템 소개

Industrial ventilation heat recovery systems are designed to improve energy efficiency in industrial facilities by recovering waste heat from exhaust air and transferring it to incoming fresh air. These systems reduce energy consumption, lower operating costs, and contribute to environmental sustainability by minimizing heat loss.

Key Components

  1. Heat Exchanger: The core component where heat transfer occurs. Common types include:
    • 판형 열교환기: Use metal plates to transfer heat between air streams.
    • Rotary Heat Exchangers: Use a rotating wheel to transfer heat and, in some cases, moisture.
    • Heat Pipes: Utilize sealed tubes with a working fluid for efficient heat transfer.
    • Run-Around Coils: Use a fluid loop to transfer heat between air streams.
  2. Ventilation System: Includes fans, ducts, and filters to manage airflow.
  3. Control System: Monitors and regulates temperature, airflow, and system performance to optimize efficiency.
  4. Bypass Mechanisms: Allow the system to bypass heat recovery during conditions where it’s unnecessary (e.g., summer cooling).

작동 원리

  • 배기 공기: Warm air from industrial processes (e.g., manufacturing, drying) is extracted.
  • 열전달: The heat exchanger captures thermal energy from the exhaust air and transfers it to the cooler incoming fresh air without mixing the two air streams.
  • Supply Air: The preheated fresh air is distributed into the facility, reducing the need for additional heating.
  • Energy Savings: By recovering 50-80% of waste heat (depending on the system), the demand on heating systems like boilers or furnaces is significantly reduced.

Types of Systems

  1. Air-to-Air Heat Recovery: Directly transfers heat between exhaust and supply air streams.
  2. Air-to-Water Heat Recovery: Transfers heat to a liquid medium (e.g., water) for use in heating systems or processes.
  3. Combined Systems: Integrate heat recovery with other processes, such as humidity control or cooling.

이익

  • 에너지 효율: Reduces energy consumption for heating, often by 20-50%.
  • Cost Savings: Lowers utility bills and operational costs.
  • 환경 영향: Decreases greenhouse gas emissions by reducing reliance on fossil fuels.
  • Improved Indoor Air Quality: Ensures proper ventilation while maintaining thermal comfort.
  • Compliance: Helps meet energy efficiency and environmental regulations.

응용 프로그램

  • Manufacturing plants (e.g., chemical, food processing, textiles)
  • Warehouses and distribution centers
  • 데이터 센터
  • Pharmaceutical and cleanroom facilities
  • Commercial buildings with high ventilation demands

도전 과제

  • 초기 비용: High upfront investment for installation.
  • 유지: Regular cleaning of heat exchangers and filters is required to maintain efficiency.
  • System Design: Must be tailored to specific industrial processes and climates.
  • Space Requirements: Large systems may need significant installation space.

Trends and Innovations

  • Integration with IoT for real-time monitoring and optimization.
  • Advanced materials for heat exchangers to improve efficiency and durability.
  • Hybrid systems combining heat recovery with renewable energy sources (e.g., solar or geothermal).
  • Modular designs for easier installation and scalability.

Industrial ventilation heat recovery systems are a critical solution for energy-intensive industries, offering a balance of economic and environmental benefits while ensuring efficient and sustainable operations.

분무 건조 열 회수에서 공기 대 공기 열교환기는 어떻게 작동합니까?

~ 안에 분무 건조 열 회수, 그리고 공기 대 공기 열 교환기 건조실에서 나오는 뜨겁고 습한 배기 공기의 폐열을 회수하여 유입되는 신선하지만 차가운 공기에 전달하는 데 사용됩니다. 이를 통해 건조 공정의 에너지 소비량을 크게 줄일 수 있습니다.

작동 원리:

  1. 배기 공기 수집:

    • 분무 건조 후, 뜨거운 배출 공기(대개 80~120°C)에는 열과 수증기가 모두 포함되어 있습니다.

    • 이 공기는 챔버에서 끌어내져 열교환기로 보내집니다.

  2. 열교환 과정:

    • 뜨거운 배출 공기는 열교환기의 한쪽으로 흐릅니다(점착성이나 약한 산성 때문에 부식 방지 재료로 만들어지는 경우가 많음).

    • 동시에 차가운 주변 공기는 반대쪽으로 별도의 채널(역류 또는 교차류 설정)을 통해 흐릅니다.

    • 열이 전달됩니다 교환기 벽을 통해 뜨거운 쪽에서 차가운 쪽으로, 섞지 않고 공기의 흐름.

  3. 유입 공기 예열:

    • 유입되는 신선한 공기는 분무 건조기의 주 히터(가스 버너 또는 증기 코일)에 들어가기 전에 예열됩니다.

    • 이것 필요한 연료나 에너지를 낮춥니다 원하는 건조 온도(일반적으로 입구에서 150~250°C)에 도달합니다.

  4. 배기 공기 후처리(선택 사항):

    • 열을 추출한 후, 더 차가운 배출 공기는 방출되거나 더 이상 사용되기 전에 먼지와 습기를 걸러내거나 처리할 수 있습니다.

이익:

  • 에너지 절약: 설정에 따라 연료 또는 증기 소비를 10–30%만큼 줄입니다.

  • 운영 비용 절감: 에너지 투입이 줄어들면 공공 서비스 비용이 감소합니다.

  • 환경 영향: 에너지 효율성을 개선하여 CO₂ 배출량을 줄입니다.

  • 온도 안정성: 일관된 건조 성능을 유지하는 데 도움이 됩니다.

NMP 열 회수에서 공기 대 공기 열교환기는 어떻게 작동합니까?

NMP 열 회수에서 공기 대 공기 열교환기는 산업 공정에서 나오는 뜨겁고 NMP가 함유된 배기 공기 흐름과 더 차가운 유입 신선 공기 흐름 사이에서 열 에너지를 전달하여 배터리 제조와 같은 산업에서 에너지 효율을 개선합니다.

뜨거운 배기 공기(예: 80~160°C)와 차가운 신선 공기는 혼합되지 않고 별도의 통로나 열전도성 표면(예: 판, 튜브 또는 회전 휠)을 통과합니다. 뜨거운 배기 공기에서 차가운 신선 공기로의 열 전달은 현열 전달을 통해 이루어집니다. 일반적인 열교환기 유형으로는 판형 열교환기, 회전형 열교환기, 히트파이프 열교환기가 있습니다.

NMP 전용 설계는 스테인리스 스틸이나 유리 섬유 강화 플라스틱과 같은 내식성 소재를 사용하여 NMP의 공격적인 특성을 견뎌냅니다. 더 넓은 핀 간격이나 CIP(Clean-in-Place) 시스템은 먼지나 잔여물로 인한 오염을 방지합니다. 응축수는 막힘이나 부식을 방지하기 위해 관리됩니다.

뜨거운 배기 공기는 신선한 공기에 열을 전달하여 공기를 예열(예: 20°C에서 60~80°C로)하고 후속 공정의 에너지 소비를 줄입니다. 냉각된 배기 공기(예: 30~50°C)는 NMP 회수 시스템(예: 응축 또는 흡착)으로 보내져 용매를 포집하고 재활용합니다. 열 회수 효율은 설계에 따라 60~95%입니다.

이를 통해 에너지 소비를 15–30%만큼 줄이고, 온실가스 배출량을 줄이며, 배기 공기를 냉각하여 용매 포집을 용이하게 하여 NMP 회수율을 향상시킵니다. 파울링과 같은 문제는 더 넓은 틈새, 추출 가능한 요소 또는 세척 시스템을 통해 해결되며, 견고한 밀봉은 교차 오염을 방지합니다.

배터리 제조 공장에서 판형 열교환기는 120°C의 배기 공기를 이용하여 신선한 공기를 20°C에서 90°C로 예열하여 오븐 에너지 수요를 약 70%만큼 절감합니다. 냉각된 배기 공기는 처리되어 95%의 NMP를 회수합니다.

목재 건조에서 공기 대 공기 열교환기는 어떻게 작동합니까?

목재 건조용 공기-공기 열교환기는 두 기류를 섞지 않고 열을 전달하여 에너지 효율을 최적화하고 건조 조건을 제어합니다. 작동 원리는 다음과 같습니다.

  1. 목재 건조의 목적: 목재 건조(가마 건조)는 균열이나 뒤틀림과 같은 결함을 유발하지 않고 목재의 수분을 제거하기 위해 정밀한 온도 및 습도 제어가 필요합니다. 열교환기는 가마에서 배출되는 배기 공기의 열을 회수하여 유입되는 신선한 공기에 전달하여 에너지 비용을 절감하고 일관된 건조 조건을 유지합니다.
  2. 구성 요소:
    • 일반적으로 일련의 금속판, 튜브 또는 핀으로 구성된 열교환기 장치입니다.
    • 두 개의 별도 공기 경로가 있습니다. 하나는 가마에서 나오는 뜨겁고 습한 배출 공기를 위한 경로이고, 다른 하나는 차갑고 신선한 유입 공기를 위한 경로입니다.
    • 공기를 시스템 전체로 이동시키는 팬이나 송풍기.
  3. 작동 메커니즘:
    • 배기 공기: 건조기에서 나오는 뜨겁고 수분이 많은 공기(예: 50~80°C)가 열교환기의 한쪽을 통과합니다. 이 공기는 건조 과정에서 발생하는 열에너지를 운반합니다.
    • 열전달: 배기 공기의 열은 열교환기의 얇은 금속 벽을 통해 반대편의 더 차가운 유입 공기(예: 20~30°C)로 전달됩니다. 이 금속은 두 공기 흐름이 섞이지 않고 효율적인 열 전달을 보장합니다.
    • 신선한 공기 난방: 유입되는 공기는 열을 흡수하여 가마에 들어가기 전에 온도를 높입니다. 이렇게 예열된 공기는 가마를 원하는 건조 온도까지 가열하는 데 필요한 에너지를 줄여줍니다.
    • 수분 분리: 이제 더 시원해진 배출 공기는 일부 수분을 응축할 수 있으며, 이 수분은 배출되어 가마 내부의 습도를 조절하는 데 도움이 됩니다.
  4. 열교환기의 종류:
    • 판형 열교환기: 평평한 판을 사용하여 공기 흐름을 분리하여 높은 효율성을 제공합니다.
    • 튜브 열교환기: 공기 흐름을 위해 튜브를 사용하며 고온 적용 분야에 내구성이 뛰어납니다.
    • 열파이프 교환기: 열을 전달하기 위해 작동 유체가 있는 밀폐된 파이프를 사용하며, 대형 가마에 효과적입니다.
  5. 목재 건조의 이점:
    • 에너지 효율: 배기 공기에서 50~80%의 열을 회수하여 연료나 전기 비용을 절감합니다.
    • 일관된 건조: 예열된 공기는 가마 온도를 안정적으로 유지하여 목재 품질을 향상시킵니다.
    • 환경 영향: 에너지 소비와 배출량을 줄입니다.
  6. 도전 과제:
    • 유지: 목재의 먼지나 수지가 교환기 표면에 쌓일 수 있으므로 정기적인 청소가 필요합니다.
    • 초기 비용: 설치 비용이 많이 들 수 있지만 장기적으로는 에너지 절감 효과가 있습니다.
    • 습도 조절: 시스템은 지나치게 습한 환경을 피하기 위해 적절한 습기 제거와 열 회수의 균형을 맞춰야 합니다.

요약하자면, 목재 건조용 공기-공기 열교환기는 배출 공기의 열을 포집하여 유입 공기를 예열함으로써 에너지 효율을 높이고 최적의 건조 조건을 유지합니다. 이는 지속 가능하고 고품질의 목재 가공을 위한 현대식 가마 시스템의 핵심 구성 요소입니다.

신선한 공기 시스템에서 공기 대 공기 열교환기는 어떻게 작동합니까?

신선 공기 시스템의 공기 대 공기 열교환기는 유입되는 신선 공기와 배출되는 오염된 공기의 흐름을 섞지 않고 열을 전달합니다. 작동 원리는 다음과 같습니다.

  1. 구조: 열교환기는 금속이나 플라스틱으로 만들어진 얇은 채널 또는 판이 번갈아 배열된 코어로 구성되어 있으며, 유입 공기와 유출 공기 흐름을 분리합니다. 이러한 채널은 공기 흐름을 분리하는 동시에 열을 전달합니다.
  2. 열전달:
    • 겨울에는 따뜻한 실내 공기(배출됨)가 열을 차갑고 신선한 유입 공기로 전달하여 예열합니다.
    • 여름에는 차가운 실내 공기가 따뜻한 유입 공기에 "시원함"을 전달하여 공기를 미리 냉각시킵니다.
    • 이 과정은 온도 차이에 의해 열교환기 벽을 통한 전도를 통해 발생합니다.
  3. 유형:
    • 교차 흐름: 공기 흐름은 수직으로 흐르므로 적당한 효율성을 제공합니다(50-70%).
    • 역류: 공기 흐름은 반대 방향으로 흐르므로 열 전달이 극대화됩니다(최대 90% 효율).
    • 회전(엔탈피 휠): 회전하는 바퀴가 열과 습기를 흡수하고 전달하므로 습도 조절에 이상적입니다.
  4. 이익:
    • 배출 공기에서 50-90%의 열을 회수하여 에너지 손실을 줄입니다.
    • 난방/냉방 비용을 최소화하면서 신선한 공기를 공급하여 실내 공기 질을 유지합니다.
  5. 신선 공기 시스템 작동:
    • 팬은 교환기를 통해 건물 내부의 오염된 공기를 끌어들이고, 다른 팬은 신선한 외부 공기를 끌어들입니다.
    • 열교환기는 분배 전에 유입 공기가 조절(실내 온도에 가깝게)되도록 하여 HVAC 시스템의 부하를 줄입니다.
  6. 습기 조절 (일부 모델):
    • 엔탈피 교환기는 또한 습기를 전달하여 지나치게 건조하거나 습한 실내 환경을 방지합니다.

이 시스템은 공기 질을 유지하면서 열을 재활용하여 환기 효율성, 에너지 절감 및 편안함을 보장합니다.

공기 대 공기 열교환기는 어떻게 작동합니까?

공기 대 공기 열교환기는 두 개의 분리된 공기 흐름을 혼합하지 않고 열을 전달합니다. 일반적으로 알루미늄과 같은 열전도성 재질로 만들어진 일련의 얇은 판이나 튜브로 구성되며, 표면적을 최대화하도록 배열됩니다. 한 기류(예: 건물에서 나오는 따뜻한 배기 공기)는 한쪽으로 흐르고, 다른 기류(예: 차갑고 신선한 유입 공기)는 반대쪽으로 흐릅니다.

따뜻한 기류의 열은 전도성 물질을 통과하여 차가운 기류로 전달되어 기류를 데웁니다. 이 과정을 통해 손실될 에너지를 회수하여 냉난방 시스템의 효율을 향상시킵니다. 직교류 또는 대향류 열교환기와 같은 일부 설계는 공기를 특정 패턴으로 유도하여 열전달을 최적화합니다. 효율은 기류 속도, 온도차, 열교환기 설계 등의 요인에 따라 달라지며, 일반적으로 50~80%의 열을 회수합니다.

일부 모델(예: 엔탈피 교환기)에서는 수분 전달이 발생할 수 있는데, 이러한 모델은 특수 막을 사용하여 수증기를 열과 함께 이동시켜 습도 조절에 유용합니다. 이 시스템에는 공기를 순환시키는 팬이 필요하며, 유지 관리에는 막힘이나 오염을 방지하기 위한 청소가 포함됩니다.

보일러에서 열교환기는 어떻게 작동합니까?

에이 보일러의 열교환기 연소 가스의 열을 시스템 내 순환하는 물로 전달합니다. 작동 원리는 다음과 같습니다.

  1. 연소가 발생합니다: 보일러는 연료원(천연가스, 석유, 전기 등)을 연소시켜 뜨거운 연소 가스를 생성합니다.

  2. 열교환기로의 열전달: 이러한 뜨거운 가스는 열교환기를 통해 흐릅니다. 열교환기는 일반적으로 강철, 구리 또는 알루미늄으로 만든 코일형 또는 지느러미형 금속 튜브나 일련의 판입니다.

  3. 물 순환: 중앙 난방 시스템의 차가운 물은 열교환기를 통해 펌핑됩니다.

  4. 열 흡수: 뜨거운 가스가 열교환기 표면을 지나갈 때, 열은 금속을 통해 내부의 물로 전도됩니다.

  5. 온수 배달: 이제 가열된 물은 보일러 유형(콤비 또는 시스템 보일러)에 따라 라디에이터나 온수 수도꼭지로 순환됩니다.

  6. 가스 배출: 냉각된 연소 가스는 연도를 통해 배출됩니다.

~ 안에 응축 보일러, 거기에있다 추가 스테이지:

  • 초기 열전달 후 배기가스에 남은 열은 다음과 같이 사용됩니다. preheat incoming cold water, extracting even more energy and improving efficiency. This process often creates condensate (water), which is drained from the boiler.

industrial air to air heat exchanger | counterflow heat exchanger

산업용 공기-공기 열교환기 | 역류 열교환기

An industrial air-to-air heat exchanger transfers heat between two air streams without mixing them, improving energy efficiency in HVAC systems, industrial processes, or ventilation. A counterflow heat exchanger is a specific type where the two air streams flow in opposite directions, maximizing heat transfer efficiency due to a consistent temperature gradient across the exchange surface.

Key Features of Industrial Air-to-Air Counterflow Heat Exchangers:

  • Efficiency: Counterflow designs achieve higher thermal efficiency (often 70-90%) compared to crossflow or parallel-flow exchangers because the temperature difference between the hot and cold streams remains relatively constant.
  • Construction: Typically made of materials like aluminum, stainless steel, or polymers for durability and corrosion resistance. Plate or tube configurations are common.
  • 응용 프로그램: Used in industrial drying, waste heat recovery, data centers, and building ventilation to preheat or precool air.
  • 이익: Reduces energy costs, lowers carbon footprint, and maintains air quality by preventing cross-contamination.
  • 도전 과제: Higher pressure drops due to the counterflow design may require more fan power. Maintenance is needed to prevent fouling or clogging.

Example:

In a factory, a counterflow heat exchanger might recover heat from hot exhaust air (e.g., 80°C) to preheat incoming fresh air (e.g., from 10°C to 60°C), saving significant heating energy.

industrial air to air heat exchanger | counterflow heat exchanger

산업용 공기-공기 열교환기 | 역류 열교환기

열교환기는 습기를 제거합니까?

일반적인 공기-공기 열교환기는 주로 두 기류 사이에서 열을 전달하며, 습기를 직접 제거하지는 않습니다. 기류는 분리되어 있기 때문에, 한 기류의 습기(습기)는 일반적으로 해당 기류 내에 머물러 있습니다. 그러나 열교환기의 유형에 따라 미묘한 차이가 있습니다.

  1. 현열교환기: 이러한 장치(예: 대부분의 판형 또는 열파이프형 열교환기)는 열만 전달하고 수분은 전달하지 않습니다. 유입 및 유출 공기의 습도는 변하지 않지만, 온도 변화로 인해 상대 습도가 약간 변동할 수 있습니다. (따뜻한 공기는 더 많은 수분을 함유할 수 있으므로 유입 공기를 가열하면 상대 습도가 낮아질 수 있습니다.)
  2. 엔탈피(총 에너지) 교환기: 회전식 휠이나 특정 멤브레인 기반 열교환기와 같은 일부 첨단 설계는 열과 습기를 모두 전달할 수 있습니다. 이러한 환기 장치를 흡습성 또는 엔탈피 회수 환기 장치(ERV)라고 합니다. 코어 소재 또는 휠은 습한 기류(예: 따뜻하고 습한 실내 공기)에서 습기를 흡수하여 건조한 기류(예: 차갑고 건조한 실외 공기)로 전달하여 습도를 어느 정도 효과적으로 관리합니다.
  3. 응축 효과: 특정 조건에서 열교환기가 습한 공기를 이슬점 이하로 냉각하면 열교환기 표면에 결로가 발생하여 해당 기류의 수분이 일부 제거될 수 있습니다. 이는 부수적인 현상이며 주요 기능이 아니며, 배수 시스템이 필요합니다.

따라서 일반적인 열교환기는 수분 전달용으로 설계된 엔탈피형 ERV(열교환기)가 아니거나 결로가 발생하지 않는 한 습기를 제거하지 못합니다. 습도 조절이 목표라면 ERV나 별도의 제습 시스템이 필요합니다.

열 회수 휠 공기 처리 장치

에이 heat recovery wheel in an air handling unit (AHU) is a device that improves energy efficiency by transferring heat and sometimes moisture between incoming fresh air and outgoing exhaust air. Here's a concise explanation:

작동 원리

  • 구조: The heat recovery wheel, also called a rotary heat exchanger, thermal wheel, or enthalpy wheel, is a rotating cylindrical matrix typically made of aluminum or a polymer, often coated with a desiccant (e.g., silica gel) for moisture transfer. It has a honeycomb structure to maximize surface area.

  • Operation: Positioned between the supply and exhaust air streams in an AHU, the wheel rotates slowly (10-20 RPM). As it turns, it captures heat from the warmer air stream (e.g., exhaust air in winter) and transfers it to the cooler air stream (e.g., incoming fresh air). In summer, it can pre-cool incoming air.

  • 유형:

    • Sensible Heat Wheel: Transfers only heat, affecting air temperature without changing moisture content.

    • Enthalpy Wheel: Transfers both heat (sensible) and moisture (latent), using a desiccant to adsorb and release water vapor based on humidity differences. This is more effective for total energy recovery.

  • Efficiency: Sensible heat recovery can achieve up to 85% efficiency, while enthalpy wheels may add 10-15% more by recovering latent heat.

이익

  • Energy Savings: Pre-conditions incoming air, reducing heating or cooling loads, especially in climates with large indoor-outdoor temperature differences.

  • 개선된 대기 질: Supplies fresh air while recovering energy from exhaust air, maintaining indoor comfort.

  • 응용 프로그램: Common in commercial buildings, hospitals, schools, and gyms where high ventilation rates are needed.

Key Considerations

  • 유지: Regular cleaning is critical to prevent dirt or clogs from reducing efficiency. Filters should be replaced, and the wheel inspected for buildup.

  • Leakage: Slight cross-contamination between air streams is possible (Exhaust Air Transit Ratio <1% in well-maintained systems). Overpressure on the supply side minimizes this risk.

  • Frost Prevention: In cold climates, wheel frosting can occur. Systems use variable speed control (via VFD), preheating, or stop/jogging to prevent this.

  • Bypass Dampers: Allow the wheel to be bypassed when heat recovery isn’t needed (e.g., during mild weather), saving fan energy and extending wheel life.

Example

In a hospital AHU, a heat recovery wheel might pre-heat incoming winter air (e.g., from 0°C to 15°C) using exhaust air (e.g., 24°C), reducing the heating system’s workload. In summer, it could pre-cool incoming air (e.g., from 35°C to 25°C) using cooler exhaust air.

Limitations

  • Space: Wheels are large, often the biggest AHU component, requiring careful installation planning.

  • Cross-Contamination: Not ideal for applications requiring complete air stream separation (e.g., labs), though modern designs minimize this.

  • Cost: Initial cost is high, but energy savings often justify it in high-ventilation settings.

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