열 회수

산업용 열 회수란 무엇인가요?

많은 산업 공정 중 상당한 열이 부산물로 발생합니다. 산업용 열 회수란, 진공 펌프나 압축기 등 각종 산업 장비에서 발생하는 열을 포집하고 재활용함으로써 에너지 효율을 높이고 운영 비용을 절감하는 과정을 말합니다.

이는 상당한 양의 열을 발생시킬 수 있는 지속적인 기계 작동 환경에서 특히 유용합니다. 이 열은 회수하여 다양한 애플리케이션/응용 분야 내에서 재활용할 수 있습니다. 열 회수 시스템을 구현함으로써, 산업 현장은 에너지 소비를 줄일 뿐만 아니라 운영 전반의 지속 가능성도 향상시킬 수 있습니다.

진공 펌프 열 회수

진공 펌프 등 모든 유형의 산업 장비는 작동 중 열을 발생시킵니다. 또한 진공 펌프 가스 압축 시 소량의 열이 발생합니다. 진공 펌프 효율성이 높을수록 진공 펌프의 생산량이 적어집니다. 냉각 시스템이 남는 열을 관리합니다. 일반적인 시스템에는 주변 공기 사용 공냉식 냉각 방식이나, 개방형 또는 밀폐형 회로를 이용한 수랭식 냉각 방식이 포함됩니다. 열 회수 시스템이 없을 경우 냉각 시스템 내에서 열이 방출되어 에너지 손실이 발생합니다.

진공 펌프의 열 회수 과정은, 진공 펌프의 냉각 시스템에 연결된 열교환기를 통해 열 에너지를 포집하는 방식으로 작동합니다. 진공 펌프에서 발생한 열 에너지는 열교환기를 통해 물 등의 열전달 매체로 전달됩니다. 열교환기는 열을 전달하기 위해 유체를 사용하는데, 이는 유체가 높은 열전달 계수를 가지고 있어 열을 효과적으로 흡수하고 방출할 수 있기 때문입니다.

유체뿐만 아니라, 열교환기의 설계 또한 효율적인 열 전달에 중요한 역할을 합니다. 열교환기는 두 유체가 지속적으로 열을 교환할 수 있는 위치에 있도록 설계되었습니다. 이는 열이 전달될 수 있는 표면적을 극대화합니다. 이때 각각 효율 수준이 다른 다양한 설계 중에서 선택할 수 있습니다. 가장 간단한 설계는 이중관 열교환기입니다. 다른 모든 열교환기들도, 아무리 복잡하더라도 동일한 원리에 따라 작동합니다.

이 과정은 열교환기 내의 한쪽 채널이나 튜브를 통해 뜨거운 유체(가스 또는 냉각액)가 흐르면서 시작됩니다. 동시에, 냉각수나 공기와 같은 차가운 유체가 인접한 채널이나 튜브를 통해 흐릅니다. 뜨거운 유체의 열은 열교환기의 벽을 통해 차가운 유체로 전달됩니다. 이러한 열 전달은 전도를 통해 이루어지며, 열 에너지는 더 뜨거운 매체에서 더 차가운 매체로 이동합니다. 따라서 벽은 구리 및 알루미늄 등 매우 높은 열 전도성 소재로 제작됩니다.

그런 다음 이 새로 가열된 유체를 보일러에서의 공급수 예열, 건물 가열 또는 건조 공정 등 가열을 위해 자체 에너지를 필요로 하는 다양한 산업 공정에 사용할 수 있습니다. 경우에 따라 증류용 온수 또는 열성형 기계 의 열과 같이 과도한 열을 진공 공정 에서 직접 재사용할 수도 있습니다.

열 회수 공정의 장점

더 나은 작업 환경

열이 주변 공기 내로 방출되는 일반적인 설정에서는 진공 펌프 주변 영역이 뜨거워집니다. 최근의 고효율 진공 펌프는 열 발생이 적지만, 노후된 진공 펌프는 부품의 마모로 인해 더 많은 열을 발생시킬 수 있습니다. 이로 인해 열에 민감한 공정 시 추가 냉각이 필요할 수 있습니다. 진공 펌프에서 발생하는 3킬로와트의 폐열을 식히기 위해서는 1킬로와트의 추가 냉각 에너지가 필요합니다. 그 결과 에너지 비용이 증가하게 됩니다. 열 회수 시스템은 이러한 열을 포집하여 생산 현장에 버려지는 대신, 유용하게 활용될 수 있는 공간으로 전달합니다. 이로 인해 생산 환경이 따뜻해지고 공조에 대한 수요가 증가합니다.

에너지 효율성 향상을 위한 열 회수

열 회수 시스템은 버려지는 열을 회수해 유용하게 활용함으로써 에너지 효율을 효과적으로 높여줍니다. 이 공정 덕분에 산업 운영의 전반적인 에너지 소비가 감소합니다. 첫째, 열을 발생시키는 데 사용된 에너지가 다시 회수되기 때문에, 초기 공정에 필요한 순에너지가 줄어듭니다. 둘째, 회수된 열을 재사용함으로써 추가적인 에너지 비용을 절감할 수 있습니다. 재활용 열을 사용하는 공정 덕분에 처음부터 열을 생성하는 데 더 이상 많은 에너지가 필요하지 않습니다. 경우에 따라 추가 에너지 공급이 전혀 필요하지 않을 수 있습니다. 이를 통해 엄청난 비용 절감이 가능합니다.

열 회수의 환경적 영향

에너지 소비가 줄어들면, 그 공정이 환경에 미치는 영향도 함께 감소합니다. 열 회수는 외부 에너지 조달 필요성과 의존도를 줄임으로써 전체 공정 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 시스템은 화석 연료 기반의 히터를 완전히 대체할 수 있으며, 그로 인해 이산화탄소 및 기타 환경 유해 물질의 배출을 전면적으로 없앨 수 있습니다.

열 회수 공정 솔루션

업종마다 조건과 열 회수 시스템에 대한 요구사항이 다르기 때문에, 모든 산업에 적용할 수 있는 단일한 방식은 존재하지 않습니다. 숙련된 Busch (부쉬) 전문가가 고객과 긴밀히 협력하여 특정 열 회수 요구 사항에 맞는 진공 및 압력 시스템 설계 작업을 수행합니다.

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