エネルギー効率に影響を与える主要な技術要素

回転式熱交換器におけるエネルギー回収について理解する - エネルギー効率に影響を与える重要な技術要素

熱回収システムは、システムの熱パラメータに基づいて 2 つのカテゴリに分類できます。 高い熱パラメータ (70 以上) を備えた廃熱からのエネルギー回収および変換システム^oC) 低い熱パラメータ (70 未満) で廃熱からエネルギーを回収および変換するシステムおよびシステム^oC)。

70 を超える熱回収およびエネルギー変換システム^oC は、大量の廃熱が放出されるエネルギー、食品、化学、その他のプロセスベースの産業で行われる技術プロセスで使用されます。この高い熱パラメータを伴う廃熱は、換気システムで空気を直接加熱するか、より高い温度を必要とする技術プロセス (食品産業で低温殺菌に使用されるヒートポンプの熱源など) を増強することにより、企業のエネルギー効率と経済効率を向上させるために使用できます。または有機ランキンサイクルまたはカリナサイクルシステムでの発電用）。このような熱パラメータが上昇した廃熱は、冷凍および空調プロセスにも使用できます (たとえば、吸収式冷凍機または吸着式冷凍機を使用して熱エネルギーを冷水に変換する)。

70 未満の熱回収およびエネルギー変換システム^oC は、住宅用建物 (例: ヒートポンプを使用した床暖房) または商業用建物 (例: 「使用済み」からの熱を回収して「新鮮な」空気または「屋外」の空気を加熱する空気処理装置 (AHU) など) での暖房目的に最もよく使用されます。 」または「排気」空気）。この記事では、商業建築アプリケーションに焦点を当てます。

エアハンドリングユニットの熱回収システムは 2 つのシステムに基づいており、ユニットの設計で採用されたソリューションの種類に応じて、電力を消費するか (アクティブ システム)、消費しないか (パッシブ システム) が異なります。エアハンドリングユニットの能動熱回収システムには、たとえば、回転式熱交換器や可逆性ヒートポンプに基づくシステムが含まれます。受動的熱回収システムには、クロス熱交換器と六角形熱交換器が含まれます。換気システムにおける熱回収の特徴は、高温の空気流と低温の空気流の間の小さな温度差で熱が回収されることであり、高温の空気が 300 度を超えることはほとんどありません。^oC (商業ビルでは、気温が低い場合でも熱回収が行われます)。

ほとんどの場合、換気および空調ユニットでの熱回収は、ロータリーまたはクロスフロー (六角形) 熱交換器を使用して実行されますが、ヒート ポンプを使用することはあまりありません。ロータリー熱交換器は、AHU 内の入口空気と出口空気の間の物質交換が許可されている AHU (通常は公共の建物) で使用されます。クロスフロー熱交換器と六角形熱交換器は、新鮮な空気と使用済みの空気の間の物質交換が許可されていない空気処理装置 (病院など) で使用されます。リバーシブルヒートポンプは、加熱目的で高温の供給空気が必要な場合に使用されます。

エアハンドリングユニットで使用される熱交換器の質量とエネルギーバランス

エアハンドリングユニットの熱回収のための回転熱交換器の性能を計算する場合、エネルギーバランスに加えて、適切な質量バランスが必要です。以下は、次の仮定を使用した定常状態の流れ条件のエネルギーと物質のバランス方程式です。熱交換器の回転運動に起因する周期的なパラメータの変化は、全体のエネルギーと水分のバランスにおいて平均化されます。つまり、回転ホイールの表面の温度と湿度の周期的な局所的な変化は重要ではないため、計算では省略されます。

a) 回転熱交換器の質量、濃度、エネルギーバランス: