기계 열 회수 시스템 - 폐열을 이용한 신개념 난방 시스템

2021년부터 쾰른의 생산 현장에서는 100% 친환경 전기를 사용하고 있습니다. 오래된 사출 성형기를 에너지 효율이 40% 더 높은 새 기계로 교체하여 생산 시간 증가에 따른 전력 소비를 11% 절감할 수 있었습니다. 생산 및 사무실 건물에서 난방을 위해 가스를 사용합니다. 2021년에 기후 중립 가스로 전환했지만, 사출 성형기 등 열이 많이 발생하는 곳에서 난방을 위해 자원을 사용하고 있다는 점이 우려되었습니다. 2023년 현재 약 800대의 사출 성형기가 여러 건물에 분산되어 있습니다.

폐열을 어떻게 활용할 수 있을까요? igus® 엔지니어 팀은 이 질문을 스스로에게 던지고 이를 시도하기 시작했습니다. 그 결과, 기계에서 발생하는 폐열을 활용하여 가스 없이 작동하는 난방 시스템 컨셉이 탄생했습니다. 쾰른의 모든 건물에서 가스로 난방을 중단하고 엔지니어와 기계 엔지니어, 즉 산업계가 이 개념을 자유롭게 이용할 수 있도록 하는 것이 목표였습니다.

아이디어

사출 성형 공정 중에 사출 성형기의 유압 모터는 뜨거워집니다. 과열을 방지하기 위해 모터는 냉각수로 냉각됩니다. 냉각수는 냉각탑에서 공급되며, 냉각탑에서 기계로 냉각수가 펌핑됩니다. 냉각수는 모터의 폐열을 흡수하고 가열되어 팬 히터로 공급됩니다. 팬 히터에 위치한 팬이 흡입된 공기를 가열하여 홀을 데웁니다. 동시에 가열된 냉각수는 이 과정에서 냉각되어 냉각탑으로 다시 펌핑되고 공정이 다시 시작됩니다.

이 시스템은 가변적으로 사용자 정의할 수 있으며 특정 생산 영역에서도 일정한 온도를 유지할 수 있습니다. 이 시스템은 온도 손실로 이어질 수 있는 열교환기를 통한 전환을 활용하지 않습니다. 컴프레서를 사용하여 물을 추가로 가열할 필요도 없습니다. 온수가 팬 히터를 통과할 때 열이 추출되므로 냉각탑의 냉각 요구량도 줄어들어 에너지가 절약됩니다.

제어 장치 자세히 보기

엔지니어들이 개발한 이 장치는 생산 홀 내의 팬 히터에 최대 열 에너지를 공급하는 동시에 환류의 지나치게 높은 온도로 인해 기계가 손상되는 것을 방지합니다.
기계에서 가열된 냉각수는 장치 오른쪽에 있는 입구를 통해 장치로 들어갑니다. 물은 전기적으로 조절 가능한 볼 밸브를 통해 온도를 측정하는 유량계로 흐릅니다. 이 영역의 냉각수 온도는 적어도 원하는 실내 온도와 같아야 더트 트랩과 수동 볼 밸브를 통해 팬 히터로 물이 계속 공급될 수 있습니다. 그렇지 않으면 전기 볼 밸브 가 통로를 차단하고 전기 볼 밸브를 통해 바이패스가 열립니다. 물은 팬 히터를 통과하면서 냉각됩니다. 이 온도는 온도 센서에 의해 기록됩니다. 팬의 난방 전력은 온도 차이와 유량으로 계산할 수 있으며, 이는 디스플레이에 표시됩니다. 케이블 내부에 뜨거운 물이 있기 때문에 화상을 방지하기 위해 장치를 잠글 수 있습니다. 리턴 파이프에는 항상 먼지가 있기 때문에 먼지 트랩을 사용하여 거친 입자를 걸러냅니다. 볼 밸브는 수동으로 전환할 수 있어 수시로 교체할 수도 있습니다. 이렇게 하면 팬 히터에서 나오는 모든 물이 다시 흘러내려 기기가 침수되는 것을 방지할 수 있습니다.

다음 단계

"홀 난방" 프로젝트의 경우처럼 때로는 아이디어에서 실현까지 빠르게 진행되기도 합니다. 테스트하고 시도하다가 갑자기 돌파구가 생겨서 동료들이 가스가 꺼진 상태에서도 티셔츠를 입고 일할 수 있게 된 것입니다. 2023년 4월 현재, 저희는 이 컨셉을 무료로 제공할 수 있도록 전시회를 준비 중입니다. 2023년 하노버 산업박람회에서 이에 대해 이야기할 예정입니다. 폐열 컨셉의 혜택을 언제, 어떻게 받을 수 있는지 알고 싶으시다면 뉴스레터를 구독하거나 이 페이지를 정기적으로 확인하세요.

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이구스의 난방 시스템뿐만 아니라 건물 구조 자체도 특별합니다. 쾰른에 위치한 이구스 본사의 건축은 고객이 모든 일의 중심에 있다는 기본 원칙을 따르고 있습니다. 멀리서 보면 하늘로 솟아오른 샛노란 철탑이 구공장 건물과 신공장 건물을 지탱하고 있는 모습을 볼 수 있습니다. 이 건물은 벽이 없어 유연하게 리모델링하고 확장할 수 있습니다.

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