배기가스로부터의 폐열 회수 가능성을 계산하는 두 가지 주요 접근 방식이 있습니다.
1. 열역학적 접근:
이 방법은 열역학 원리를 이용하여 이론적으로 회수할 수 있는 최대 열량을 결정합니다. 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.
- 질량유량(ṁ) 배기가스 유량(kg/s) - 이 값은 엔진 사양에서 얻거나 유량계를 사용하여 측정할 수 있습니다.
- 비열용량(Cp) 배기가스의 열전도율(kJ/kg⋅K) - 이 값은 온도에 따라 달라지므로, 배기가스의 특정 가스 조성에 대한 값은 표 또는 열역학 소프트웨어에서 찾아야 합니다.
- 입구온도(T_in) 배기가스 온도(°C) - 온도 센서로 측정.
- 출구 온도(T_out) 열 회수 후 배기가스의 온도(°C) - 이는 선택한 용도(예: 연소 공기 예열, 온수 생성)에 필요한 열 제거 후의 목표 온도입니다.
열회수 잠재력(Q) 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
Q = ṁ * Cp * (T_in - T_out)
2. 단순화된 접근 방식:
이 방법은 대략적인 추정치를 제공하며 초기 평가에 사용하기가 더 쉽습니다. 이는 배기가스 에너지의 특정 비율이 회수될 수 있다고 가정합니다. 이 비율은 엔진 유형, 작동 조건 및 선택한 열 교환기 효율에 따라 달라질 수 있습니다.
예상 열 회수율(Q) 다음을 사용하여 계산할 수 있습니다.
Q = 배기가스 에너지 함량 * 회수율
배기가스 에너지 함량 다음과 같이 추정할 수 있습니다.
배기가스 에너지 함량 = 질량유량 * 연료의 저발열량(LHV)
낮은 발열량(LHV) 형성된 수증기가 응축될 때 연소 중에 방출되는 열의 양입니다(연료 사양에서 확인 가능).
회복 인자 일반적으로 엔진 유형, 작동 조건 및 선택한 열 교환기 효율에 따라 20%에서 50% 범위의 백분율입니다.
중요 사항:
- 이러한 계산은 이론적 또는 추정값을 제공합니다. 실제 열 회수율은 열 교환기의 비효율성 및 배관 손실과 같은 요인으로 인해 더 낮을 수 있습니다.
- 열역학적 접근 방식에서 선택한 출구 온도(T_out)는 열 교환기의 적용 및 제한 사항을 기반으로 현실적이어야 합니다.
- 뜨거운 배기가스를 처리할 때는 안전 고려사항이 매우 중요합니다. 폐열 회수 시스템을 설계하고 구현하려면 항상 자격을 갖춘 엔지니어와 상담하십시오.
고려해야 할 추가 요소:
- 응축: 배기가스 온도가 이슬점 이하로 떨어지면 수증기가 응축됩니다. 이는 추가적인 잠열을 방출할 수 있지만 적절한 응축수 관리가 필요합니다.
- 파울링: 배기 가스에는 열 교환기 표면을 오염시켜 효율성을 저하시킬 수 있는 오염 물질이 포함될 수 있습니다. 정기적으로 청소하거나 적절한 재료를 선택해야 할 수도 있습니다.
이러한 방법과 요소를 이해함으로써 배기가스에서 폐열 회수 가능성을 계산하고 특정 응용 분야에 대한 타당성을 평가할 수 있습니다.