열교환기(Heat Exchanger) 의 원리와 주요 기능
1. 개요
- 열교환기는 한 유체에서 다른 유체로 열을 전달하는 고정 장치이며, 다양한 산업 공정에서 필수적인 역할을 수행하는
장치입니다.
- 열교환기는 에너지 절감을 위해 폐열을 회수하거나, 반응 과정에서 필요한 열을 공급하며,
제품을 저장하거나 출하하는 과정에서도 온도를 조절하는 데 사용됩니다.
- 이 장치는 전도와 대류를 통해 유체 간에 열 에너지를 효과적으로 이동시키는 기능을 수행합니다.
2. 열 교환기의 주요 기능
1) Heater(가열기)
- 유체의 온도를 상승시키기 위한 장치로, 공정 반응을 위한 온도 조절이나 특정 조건을 만족시키기 위한 가열 과정에
사용됩니다.
- 주로 스팀이나 고온 유체를 이용하여 가열이 이루어지며, 반응기나 저장탱크 내부의 유체를 가열하는 데 사용됩니다.
2) Cooler(냉각기)
- 유체의 온도를 낮추기 위한 장치로, 공정에서 발생한 고온의 유체를 냉각시켜 장비 보호 또는 제품 품질을 유지하는
역할을 합니다.
- 공기나 냉각수를 이용하여 열을 제거하는 방식이 일반적이며, 화학 공정이나 발전소에서 널리 사용됩니다.
3) Desuper-Heater(과열 증기 감온기)
- 과열된 증기의 온도를 낮추어 원하는 온도로 조절하는 장치로, 증기의 에너지를 보다 효율적으로 사용하도록
도와줍니다.
- 주로 급수 또는 저온 유체를 분사하여 온도를 조절하며, 발전소 및 산업용 스팀 시스템에서 활용됩니다.
4) Super-Heater(과열기)
- 증기 온도를 포화 온도 이상으로 상승시키는 장치로, 터빈 구동이나 특수 공정에서 보다 높은 열효율을 얻기 위해
사용됩니다.
- 과열 증기는 높은 에너지를 유지하며, 발전소 및 대형 화학 플랜트에서 주로 활용됩니다.
5) Reboiler(재가열기)
- 증류 공정에서 하부 액체를 재가열하여 기화시키는 역할을 하는 장치입니다. 열원으로는 스팀이나 고온의 유체가
사용되며, 공정 내에서 증기-액체 분리를 효율적으로 수행하기 위해 필요합니다.
6) Condenser(응축기)
- 기체 상태의 유체를 액체로 변화시키는 장치로, 열을 방출하여 응축이 이루어집니다.
- 주로 공정 후단에서 증기를 응축시키거나, 냉동 시스템에서 작동 유체를 액화하는 데 사용됩니다.
7) Vaporizer(기화기)
- 액체 상태의 유체를 기체로 변화시키는 장치로, 공정 반응을 위한 기체 공급이나 특정 온도로 유체를 변화시키기
위해 사용됩니다.
- 액체 상태의 가스를 상온에서 기화시키는 과정에서 많이 활용됩니다.
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