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排熱利用の仕組みと応用例とは

工場・発電所・温泉施設などでは多くの排熱が発生しますが、従来は熱エネルギーの多くは再利用されることなく大気中や海洋に捨てられていました。ところが近年は化石燃料の消費量削減が求められるようになり、排熱利用のための技術が研究されています。排熱利用の仕組みにはいくつかの方法がありますが、熱エネルギーを回収して別の場所で利用するためには熱交換器が用いられます。熱交換器は気体や液体などの流体を介して熱エネルギーのみを取り出したり移動させるための装置で、回収された熱は直接熱源として活用したり、ヒートポンプを用いて高温熱源の形で取り出す、などの方法で使用されます。

効率良く熱回収を行えば電気や燃料の消費量を減らすことができるので、大気中への二酸化炭素の排出量を抑制することができます。熱回収によって得られた排熱利用で身近なものには、自動車のエアコンが挙げられます。エンジンで発生する熱を回収して車内に移動させることで、暖房のために再利用されます。エンジンの排熱を暖房に活用することで、エアコンを使用しても自動車が消費するガソリンや軽油の消費量が増えることはありません。

大規模な工場やプラントであれば、熱交換器により回収した熱を用いてヒートポンプで高温熱源に変換し、ボイラーの予熱や乾燥工程などに再利用されています。気温よりも低い冷熱源の排熱を回収することで、冷房や装置の冷却などの用途に用いることができます。

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