Método y eficiencia de recuperación del calor residual del aire de escape

Tabla de contenido[esconder]

• 1. Método de recuperación de calor residual del aire de escape
• 2. Factores que afectan la eficiencia del reciclaje
• 3. Rango típico de eficiencia
• 4. Sugerencias de optimización
• 5. Referencia de caso

La recuperación de calor residual del aire de escape es una tecnología importante para recuperar energía térmica de baja temperatura en los sistemas de ventilación de las minas de carbón. Se utiliza principalmente para mejorar la eficiencia de la utilización de energía y reducir el consumo de energía. Los siguientes son métodos comunes de recuperación de calor residual del aire de escape y su análisis de eficiencia:

1. Método de recuperación de calor residual del aire de escape

1. Tecnología de intercambio de calor por tubos de calor
   • principio:Utilice la conductividad térmica eficiente de los tubos de calor para transferir calor de baja temperatura en el aire de escape al refrigerante (como agua o aire) para calefacción o producción de agua caliente.
   • ventaja:Estructura compacta, alta eficiencia de transferencia de calor y adaptable a entornos con baja diferencia de temperatura.
   • Escenario de aplicación:Intercambio de calor entre el aire de escape de la mina y el aire ambiente o el agua.
   • eficiencia:La eficiencia de recuperación de calor del intercambiador de calor de tubo de calor generalmente está entre 60% y 80%, dependiendo de las condiciones de trabajo y el diseño.
2. Tecnología de bomba de calor
   • principio:A través de un sistema de bomba de calor (como una bomba de calor de fuente de aire o de fuente de agua), se extrae energía térmica de bajo grado de la falta de aire y se mejora a energía térmica de alto grado para calefacción o refrigeración.
   • ventaja:El índice de eficiencia energética (COP) es alto y se puede utilizar 1 unidad de energía eléctrica para recuperar entre 3 y 5 unidades de energía térmica.
   • Escenario de aplicación:Calefacción de minas, anticongelante de boca de pozo o agua caliente sanitaria.
   • eficiencia:El COP del sistema de bomba de calor generalmente está entre 3,0 y 5,0, y la eficiencia de recuperación de calor puede alcanzar 70%-90%.
3. Tecnología de intercambiadores de calor de placas
   • principio:El calor del aire de escape se transfiere al medio del lado frío (como agua o aire) a través de la placa metálica.
   • ventaja:Estructura simple, fácil mantenimiento, adecuada para intercambio de calor a gran escala.
   • Escenario de aplicación:Intercambio de calor entre el aire de escape y el sistema de calefacción.
   • eficiencia:La eficiencia de recuperación de calor generalmente está entre 50% y 75%, lo que se ve afectado en gran medida por el área de intercambio de calor y la diferencia de temperatura.
4. Tecnología de intercambio de calor por pulverización
   • principio:El aire extraído se intercambia calor directamente mediante pulverización de agua, y el agua absorbe el calor y se utiliza para calefacción u otros fines.
   • ventaja:Adecuado para alta temperatura, alta humedad y falta de aire, con alta eficiencia de intercambio de calor.
   • Escenario de aplicación:Recuperación de calor del aire de escape en minas de alta temperatura.
   • eficiencia:La eficiencia de recuperación de calor puede alcanzar 65%-85%, pero se debe considerar el costo del tratamiento del agua.
5. Tecnología de almacenamiento térmico
   • principio: Utilice materiales de almacenamiento de calor (como materiales de cambio de fase o cuerpos sólidos de almacenamiento térmico) para almacenar el calor del aire de escape y liberarlo cuando sea necesario.
   • ventaja:Puede realizar la transferencia temporal y espacial de calor, lo que es adecuado para necesidades de calefacción intermitente.
   • Escenario de aplicación:Calefacción de minas o calor de proceso.
   • eficiencia:La eficiencia de recuperación de calor generalmente está entre 60% y 80%, lo que está limitado por el rendimiento del material de almacenamiento térmico.

2. Factores que afectan la eficiencia del reciclaje

1. Temperatura y humedad de ventilación:Cuanto mayor sea la temperatura del aire de escape y mayor la humedad, mayor será el potencial de recuperación de calor. Normalmente, la temperatura del aire de escape está entre 15 y 25 ℃ y la humedad está cerca de la saturación.
2. Rendimiento de los equipos de intercambio de calor:El material, el diseño estructural y el área de intercambio de calor del intercambiador de calor afectan directamente la eficiencia.
3. Condiciones ambientales:Cuando la temperatura exterior es baja, el COP del sistema de bomba de calor es mayor y la eficiencia de recuperación es mejor.
4. Compatibilidad del sistema:El grado de coincidencia entre el sistema de recuperación de calor y la demanda de calefacción de la mina afecta la eficiencia general.
5. Operación y mantenimiento:La suciedad, el bloqueo o los parámetros de funcionamiento inadecuados del intercambiador de calor reducirán la eficiencia.

3. Rango típico de eficiencia

• Tecnología única:La eficiencia de recuperación de calor generalmente está entre 50% y 90%, y el sistema de bomba de calor tiene la mayor eficiencia.
• Sistema compuesto:La combinación de bomba de calor con tubería de calor o tecnología de almacenamiento térmico puede aumentar la eficiencia general a 80%-95%.
• Aplicación práctica:Debido a las condiciones de trabajo, la eficiencia real de recuperación de calor se encuentra principalmente entre 60% y 80%.

4. Sugerencias de optimización

1. Acoplamiento multitecnológico:Como la combinación de bomba de calor + tubo de calor para mejorar la eficiencia de recuperación de calor.
2. Control inteligente:Optimice los parámetros de operación y reduzca las pérdidas de energía mediante sensores y sistemas de automatización.
3. Mantenimiento regular:Limpie el intercambiador de calor para evitar pérdida de eficiencia.
4. Aprovechamiento en cascada del calor residual:El calor recuperado se clasifica para calefacción, agua caliente y calor de proceso para maximizar su utilización.

5. Referencia de caso

• Una mina de carbón utiliza una bomba de calor de fuente de aire para recuperar el calor residual del aire de escape. La temperatura del aire de escape es de 18 °C, el COP de calefacción es de 4,2 y la eficiencia de recuperación de calor es de aproximadamente 85%.
• Una mina utiliza un intercambiador de calor de tubos de calor para recuperar el calor del aire de escape para el anticongelante de boca de pozo, con una eficiencia de recuperación de calor de aproximadamente 70%.

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