工場の熱回収は産業と環境に利益をもたらします

産業プロセスは、ヨーロッパの一次エネルギー消費の 4 分の 1 以上を占め、大量の熱を生成します。EU が資金提供する研究は、廃熱を回収して産業ラインで再利用するために戻す新しいシステムでループを閉じています。
プロセス熱の大部分は、煙道ガスまたは排気ガスの形で環境に失われます。この熱の回収と再利用により、エネルギー消費、排出、および汚染物質の排出を削減できます。これにより、業界はコストを削減し、規制を順守し、企業イメージを向上させることができ、競争力に幅広い影響を与えることができます。最大の問題の 1 つは、さまざまな温度と排気ガス組成に関連しているため、既製の熱交換器を使用することが難しくなっています。EU が資金提供する ETEKINA プロジェクトは、新しいカスタムメイドのヒート パイプ熱交換器 (HPHE) を開発し、セラミック、鉄鋼、およびアルミニウム産業でのテストに成功しました。
ヒート パイプは、両端が密閉されたチューブで、飽和した作動流体が含まれています。つまり、温度が上昇すると蒸発します。それらは、コンピュータから衛星や宇宙船に至るまでのアプリケーションでの熱管理に使用されます。HFHE では、ヒート パイプが束になってプレートに取り付けられ、サッシに配置されます。下部には排気ガスなどの熱源が入ります。作動流体は蒸発し、冷気タイプのラジエーターがケースの上部に入り、熱を吸収するパイプを通って上昇します。閉じたデザインは無駄を最小限に抑え、パネルは排気と空気の相互汚染を最小限に抑えます。従来の方法と比較して、HPHE はより大きな熱伝達のために必要な表面積が少なくて済みます。これにより、それらは非常に効率的になり、汚染が減少します。課題は、複雑な廃棄物の流れからできるだけ多くの熱を抽出できるパラメータを選択することです。ヒートパイプの数、直径、長さ、材質、レイアウト、作動流体など、多くのパラメータがあります。
広大なパラメーター空間を考慮して、計算流体力学および過渡システム シミュレーション (TRNSYS) シミュレーションが開発され、科学者が 3 つの産業用途向けにカスタマイズされた高性能高温熱交換器を開発するのに役立ちます。たとえば、セラミックローラーハース炉からの廃熱を回収するように設計された、フィン付きの防汚クロスフロー HPHE (フィンは熱伝達を改善するために表面積を増加させる) は、セラミック業界で初めての構成です。ヒートパイプの本体は炭素鋼でできており、作動流体は水です。「私たちは、排気ガスの流れから少なくとも 40% の廃熱を回収するというプロジェクトの目標を超えました。また、当社の HHE は従来の熱交換器よりもコンパクトであるため、貴重な生産スペースを節約できます。低コストと排出効率に加えて。さらに、投資収益率も低い」と、ETEKINA プロジェクトの技術および科学コーディネーターであるブルネル大学ロンドンの Hussam Juhara 氏は述べています。また、空気、水、油を含む幅広い温度範囲で、あらゆるタイプの産業用排気やさまざまなヒートシンクに適用できます。新しい再現可能なツールは、将来の顧客が廃熱回収の可能性を迅速に評価するのに役立ちます。
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投稿時間: 2022 年 8 月 11 日