熱泵烘干應(yīng)用在市場(chǎng)上已經(jīng)得到越來越多的人認(rèn)可和采用，其主要原因除了熱泵本身具有環(huán)保、節(jié)能優(yōu)勢(shì)，更多得益于政府環(huán)保部門的推力。同行的朋友都說熱泵烘干現(xiàn)在的行情趨勢(shì)相當(dāng)于五六年前的熱泵熱泵，發(fā)展前景可觀！

 

市場(chǎng)前景毋庸置疑，但我們?cè)陉P(guān)注行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，還應(yīng)該不多補(bǔ)充對(duì)熱泵烘干的應(yīng)用知識(shí)。今天我們先從設(shè)計(jì)選型開始。

 

很多朋友才開始接觸熱泵烘干，那么我們就從簡單的方式入手，這次分享的選型方法就是計(jì)算整個(gè)烘干系統(tǒng)的總熱負(fù)荷，再根據(jù)機(jī)組制熱量來配置。

 

總熱負(fù)荷匹配機(jī)組制熱量

 

熱泵烘干系統(tǒng)機(jī)組選型的其中一種方法就是計(jì)算系統(tǒng)的熱負(fù)荷，再根據(jù)熱負(fù)荷來配置主機(jī)，這也是我們系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中必須做好的工作，通常亦是較為科學(xué)的方法。正如熱泵采暖系統(tǒng)一樣，需要根據(jù)采暖面積、熱負(fù)荷指標(biāo)、冷風(fēng)滲透量等來計(jì)算系統(tǒng)的熱負(fù)荷。不同烘干類型的產(chǎn)品其熱負(fù)荷計(jì)算方法也不一樣。

 

熱風(fēng)排濕熱泵烘干系統(tǒng)

 

1)總熱負(fù)荷計(jì)算

 

熱泵烘干系統(tǒng)總熱負(fù)荷(Q)主要由濕物料吸收的熱量(Q1)、進(jìn)行排濕操作需要補(bǔ)充新風(fēng)消耗的熱量(Q2)、維護(hù)結(jié)構(gòu)(烘房)的散熱量(Q3)和濕物料水分蒸發(fā)吸收的熱量(Q4)這四部分熱負(fù)荷組成。其中：

 

Q1=cM(t2–t1) /860

式中：Q1—濕物料吸收的熱量(kW.h)；c—濕物料比熱容[kcal/(kg?℃)]，不同的物料比熱容不一樣，例如果類的比熱容約為0.8Kcal/Kg?℃，而濕木材的比熱約為0.75kcal/(kg?℃)；M—濕物料重量(kg)；ts—濕物料初始溫度 (℃)，取室外環(huán)境溫度t1；t2—室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(℃)；1kWh =860kcal。

 

Q2= G2/(dbp-dbh )? (t2-t1) ? Cq/860

式中：Q2—進(jìn)行排濕操作需要補(bǔ)充新風(fēng)消耗的熱量(kW.h)；G2—濕物料排出的水分(脫水量) (kg)；dbp—平均排濕溫度濕含量(kg/kg)，查焓濕圖；dbh—環(huán)境溫度濕含量(kg/kg)，查焓濕圖；t2—室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(℃)；t1—室外環(huán)境溫度(℃)；Cq—空氣比熱(kcal/kg℃)，取0.24 kcal/kg℃；1kW h =860kcal。

 

Q3=αFK(t2–t1) ?h/1000

式中：Q3——維護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱量(kW.h)；α—圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)，取α=1；F—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積(m2)；K—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系 數(shù)[W/(㎡?K)]； K=λ/d，λ為維護(hù)結(jié)構(gòu)材料的導(dǎo)熱系數(shù)，聚氨酯λ=0.024W/m℃(目前大多數(shù)烘干房均采用聚氨酯搭建)，d為維護(hù)結(jié)構(gòu)厚度(m)；t2—室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(℃)；t1—室外環(huán)境溫度(℃)；h—設(shè)計(jì)烘干時(shí)間(h)；1kW=1000W。

 

Q4=G2?γ÷3600

式中：Q4—濕物料水分蒸發(fā)吸收的熱量(kW.h)；G2—濕物料排出的水分(脫水 量)(kg)；γ—水的汽化潛熱為2343(kJ/kg)，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度對(duì)應(yīng)的汽化潛熱(查水的汽化潛熱表)；1kW.h=1000kW * 3600秒=3600kJ。

 

2)主機(jī)選型計(jì)算

 

很多人可能會(huì)認(rèn)為，機(jī)組的選型用總熱負(fù)荷Q1+Q2+Q3+Q4除以設(shè)計(jì)的烘干時(shí)間即可，其實(shí)這種方法是不科學(xué)的，因?yàn)檎麄€(gè)烘干過程中并非一直在排濕，且有的物料在前期需要預(yù)熱，以達(dá)到物料要求的烘干初始溫度，因此在計(jì)算的時(shí)候烘干時(shí)間最好取設(shè)計(jì)烘干時(shí)間的80%。比如，設(shè)計(jì)烘干時(shí)間為30小時(shí)，那么機(jī)組的選型計(jì)算則是拿總熱負(fù)荷除以24。

 

(1)在預(yù)熱階段(不進(jìn)行排濕)，平均單位時(shí)間所需熱泵制熱量(Qj1) 應(yīng)按以下公式計(jì)算:

 

Qj1= Q1/hy+Q3/h

式中：Qj1—預(yù)熱階段所需熱泵制熱量(kW)；hy—設(shè)計(jì)預(yù)熱時(shí)間(h)；h—設(shè)計(jì)烘干時(shí)間(h)。

 

(2)在達(dá)到室內(nèi)設(shè)定溫度下，烘干排濕過程中，平均單位時(shí)間所需熱泵制熱量(Qj2)應(yīng)按下式計(jì)算:

 

Qj2=(Q2+Q4)/hp+Q3/h

式中：Qj2—排濕階段所需熱泵制熱量(kW)；hp—設(shè)計(jì)排濕時(shí)間(h)；h—設(shè)計(jì)烘干時(shí)間(h)。當(dāng)Qj1≥Qj2，所需要熱泵負(fù)荷則根據(jù)Qj1選型；

 

在實(shí)際操作中，經(jīng)銷商很少會(huì)詳細(xì)計(jì)算系統(tǒng)的熱負(fù)荷來進(jìn)行機(jī)組選型，通常采用另一種方法，即根據(jù)物料的脫水量和機(jī)組每小時(shí)的除濕能力來計(jì)算機(jī)組的配比。采用這種方法需要長期的測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)積累，掌握物料的最佳烘干溫度曲線及所需要脫水的時(shí)間，再結(jié)合設(shè)備在相應(yīng)的溫度范圍的除濕能力進(jìn)行選型。

 

在保溫良好的前提下，選擇機(jī)組的步驟為：每批次需烘干待干燥物品的重量?設(shè)A；物品的脫水率多少?設(shè)B；計(jì)算總共需要的脫水量：A?B；計(jì)劃幾個(gè)小時(shí)干燥完畢?設(shè)C；計(jì)算小時(shí)脫水量：A?B/C；查詢機(jī)組型號(hào)參數(shù)，選擇合適的機(jī)型和數(shù)量，要考慮溫度和適當(dāng)?shù)挠嗔浚仨毥⒃趯?duì)設(shè)備在各種工作環(huán)境下的干燥能力。