산업 정화 열 회수

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작성자 아카이브 샤오하이

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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. 들어오는 찬물을 예열하다더 많은 에너지를 추출하고 효율성을 향상시킵니다. 이 과정은 종종 응축수(물)보일러에서 배출되는 물입니다.

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.

교차 흐름 열교환기는 어떻게 작동합니까?

에이 교차 흐름 열교환기 두 유체가 서로 직각(수직)으로 흐르도록 하여 작동하며, 일반적으로 한 유체는 튜브를 통해 흐르고 다른 유체는 튜브 바깥쪽을 따라 흐릅니다. 핵심 원리는 열이 튜브 벽을 통해 한 유체에서 다른 유체로 전달된다는 것입니다. 작동 원리를 단계별로 설명하면 다음과 같습니다.

구성 요소:

  1. 튜브 사이드: 유체 중 하나가 튜브를 통해 흐릅니다.

  2. 쉘 사이드: 다른 유체는 튜브 번들을 가로질러 튜브 내부 유체의 흐름에 수직인 방향으로 흐릅니다.

작업 과정:

  1. 유체 유입구: 두 유체(뜨거운 유체와 차가운 유체) 모두 서로 다른 입구를 통해 열교환기로 들어갑니다. 한 유체(뜨거운 유체)는 관을 통해 들어가고, 다른 유체(차가운 유체)는 관 바깥 공간으로 들어갑니다.

  2. 유체 흐름:

    • 튜브 내부를 흐르는 유체는 직선 경로나 약간 꼬인 경로로 움직입니다.

    • 튜브 외부로 흐르는 유체는 튜브를 수직 방향으로 가로지릅니다. 이 유체의 경로는 교차류(튜브를 직접 가로지르는 흐름)일 수도 있고, 교차류와 역류가 혼합된 형태처럼 더 복잡한 형태를 가질 수도 있습니다.

  3. 열전달:

    • 뜨거운 유체의 열은 튜브 벽으로 전달되고, 그 후 튜브를 가로질러 흐르는 차가운 유체로 전달됩니다.

    • 열전달 효율은 두 유체 사이의 온도차에 따라 달라집니다. 온도차가 클수록 열전달 효율이 높아집니다.

  4. 콘센트: 열 전달 후, 차가워진 뜨거운 유체는 한 쪽 출구로 나가고, 따뜻해진 차가운 유체는 다른 쪽 출구로 나갑니다. 이 열교환 과정은 두 유체가 열교환기를 통과할 때 온도 변화를 초래합니다.

디자인 변형:

  • 단일 패스 크로스플로우: 한 유체는 튜브를 가로질러 한 방향으로 흐르고, 다른 유체는 튜브를 통해 이동합니다.

  • 멀티패스 크로스플로우: 튜브 내부의 유체는 여러 번 흐르면서 외부 유체와의 접촉 시간을 늘리고 열 전달을 개선할 수 있습니다.

효율성 고려 사항:

  • 직교류 열교환기는 일반적으로 역류 열교환기보다 효율이 낮습니다. 두 유체 사이의 온도 구배가 열교환기 길이 방향으로 감소하기 때문입니다. 역류 열교환기에서는 유체의 온도 차이가 더 일정하게 유지되어 열전달 효율이 더 높습니다.

  • 그러나 교차 흐름 열교환기는 설계가 더 쉽고 공간이 제한적이거나 유체를 분리해야 하는 상황(예: 공기 대 공기 열교환기)에서 자주 사용됩니다.

응용 프로그램:

  • 공랭식 열교환기 (HVAC 시스템이나 자동차 라디에이터와 같은)

  • 전자 장비의 냉각.

  • 환기 시스템용 열교환기.

따라서 역류 열교환기만큼 열 효율이 좋지는 않지만, 횡류 설계는 다용도로 활용 가능하며 단순성이나 공간 절약이 중요할 때 일반적으로 사용됩니다.

교차흐름과 역류 열교환기의 차이점은 무엇입니까?

The main difference between crossflow and counterflow heat exchangers lies in the direction in which the two fluids flow relative to each other.

  1. 역류 열교환기:

    • In a counterflow heat exchanger, the two fluids flow in opposite directions. This arrangement maximizes the temperature gradient between the fluids, which improves heat transfer efficiency.

    • Benefit: The counterflow design is typically more efficient because the temperature difference between the fluids is maintained across the entire length of the heat exchanger. This makes it ideal for applications where maximizing heat transfer is crucial.

  2. Crossflow Heat Exchanger:

    • In a crossflow heat exchanger, the two fluids flow perpendicular (at an angle) to each other. One fluid typically flows in a single direction, while the other flows in a direction that crosses the first fluid’s path.

    • Benefit: While the crossflow arrangement is not as thermally efficient as counterflow, it can be useful when space or design constraints exist. It is often used in situations where the fluids must flow in fixed paths, such as in air-cooled heat exchangers or situations with phase changes (e.g., condensation or evaporation).

Key Differences:

  • Flow Direction: Counterflow = opposite directions; Crossflow = perpendicular directions.

  • Efficiency: Counterflow tends to have higher heat transfer efficiency due to the more consistent temperature gradient between fluids.

  • 응용 프로그램: Crossflow is often used where counterflow isn't feasible due to design limitations or space constraints.

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