회전 열교환기의 에너지 회수 이해

에너지 효율성에 영향을 미치는 핵심 기술 요소

회전 열교환기의 에너지 회수 이해 - 에너지 효율에 영향을 미치는 핵심 기술 요소

열 회수 시스템은 시스템의 열 매개변수에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 높은 열 매개변수(70 이상)를 갖는 폐열로부터 에너지를 회수하고 변환하는 시스템^oC) 및 낮은 열 매개변수(70 이하)를 갖는 폐열로부터 에너지 회수 및 변환을 위한 시스템^o기음).

70도 이상의 열 회수 및 에너지 변환 시스템^oC는 에너지, 식품, 화학 및 기타 공정 기반 산업에서 발생하는 대량의 폐열이 발생하는 기술 공정에 사용됩니다. 높은 열적 매개변수를 가진 이 폐열은 환기 시스템의 공기를 직접 가열하거나 더 높은 온도를 필요로 하는 기술 공정(예: 식품 산업의 저온 살균에 사용되는 히트 펌프의 열원, 유기 랭킨 사이클 또는 칼리나 사이클 시스템의 전기 생산)을 보완하여 기업의 에너지 및 경제적 효율성을 개선하는 데 사용될 수 있습니다. 이처럼 높은 열적 매개변수를 가진 폐열은 냉장 및 공조 공정(예: 흡수식 또는 흡착식 냉각기를 사용하여 열에너지를 냉수로 변환)에도 사용될 수 있습니다.

70 이하의 열 회수 및 에너지 변환 시스템^oC는 주거용 건물(예: 히트 펌프를 이용한 바닥 난방)이나 상업용 건물(예: "사용된" 또는 "배기" 공기에서 열을 회수하여 "신선한" 또는 "실외" 공기를 가열하는 공기 처리 장치(AHU))의 난방 목적으로 가장 많이 사용됩니다. 이 글에서는 상업용 건물의 적용 분야에 중점을 둡니다.

공기조화기(AHU)의 열 회수 시스템은 장치 설계에 적용된 솔루션 유형에 따라 전기를 소비하는 능동형 시스템(Active System)과 전기를 소비하지 않는 수동형 시스템(Passive System) 두 가지 시스템을 기반으로 합니다. 공기조화기(AHU)의 능동형 열 회수 시스템에는 회전식 열교환기나 가역식 열펌프 기반 시스템이 포함됩니다. 수동형 열 회수 시스템에는 십자형 및 육각형 열교환기가 포함됩니다. 환기 시스템의 열 회수 특징은 고온 기류와 저온 기류 사이의 온도 차이가 작을 때 열이 회수되며, 고온 기류가 30°C를 초과하는 경우는 거의 없다는 것입니다.^oC (상업용 건물에서는 더 낮은 기온에서도 열 회수가 일어납니다).

환기 및 공조 장치의 열 회수는 대부분 회전식 또는 직교류(육각형) 열교환기를 사용하여 수행되며, 히트 펌프를 사용하는 경우는 드뭅니다. 회전식 열교환기는 AHU 내 유입 공기와 유출 공기 간의 물질 교환이 허용되는 AHU(일반적으로 공공건물)에 사용됩니다. 직교류 및 육각형 열교환기는 신선 공기와 사용된 공기 간의 물질 교환이 불가능한 공기 처리 장치(예: 병원)에 사용됩니다. 가역 히트 펌프는 난방 목적으로 고온의 공급 공기가 필요한 경우에 사용됩니다.

공기 처리 장치에 사용되는 열교환기의 질량 및 에너지 균형

공기조화기(AHU)의 열 회수를 위한 회전식 열교환기 성능을 계산할 때는 에너지 수지 외에도 적절한 질량 수지(Mass Balance)가 필요합니다. 다음은 다음과 같은 가정 하에 정상 상태 유동 조건에 대한 에너지 및 질량 수지 방정식입니다. 열교환기의 회전 운동으로 인한 주기적인 매개변수 변화는 전체 에너지 및 수분 수지에서 평균화됩니다. 즉, 회전하는 휠 표면의 주기적인 국부적인 온도 및 습도 변화는 미미하므로 계산에서 제외됩니다.

a) 회전 열교환기의 질량, 농도 및 에너지 균형: