通過熱負荷計算深度解析熱泵除濕烘干機選型

通過熱負荷計算深度解析熱泵除濕烘干機選型

　　通過熱負荷計算深度解析熱泵除濕烘干機選型案列：

　　整個干燥周期約為1小時，按烘干300公斤濕物料，烘干前含水率為70%，烘干后含水率40%，烘房的濕物料狀態(tài)：平均溫度為60℃，相對濕度為50%RH；環(huán)境溫度為20℃，相對濕度為60%RH。

　　除濕量計算：

　　m除濕=300*｛1-(1-70%)/(1-40%)｝=150kg.

　　簡易選型：通過查詢廠家技術(shù)參數(shù)表選型；按除濕量來選：4臺12HP金剛石主機；按去濕量來選：3臺12HP金剛石主機(每臺除濕量40kg/h；每臺去濕量60kg/h）

　　壓縮機輸入功率標(biāo)定工況：蒸發(fā)溫度18℃，冷凝溫度60℃工況下標(biāo)定；標(biāo)準(zhǔn)除濕機風(fēng)量，標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)風(fēng)量，熱管換熱量，熱管效率，標(biāo)準(zhǔn)制熱量，機組效率在回風(fēng)溫度50℃，濕度：45%RH下標(biāo)定；

　　接下來通過熱負荷計算深度解析熱泵除濕烘干機選型，從而進一步驗證通過廠家提供機組技術(shù)參數(shù)表的除濕量來選型是否正確。

　　1）Q1：300kg濕物料從20℃升溫至60℃需要的熱量：

　　Q1=cm(t2-t1)式中：c——濕物料比熱值c，（案例中濕物料含水率較大，可以近似認為與水的比熱容相當(dāng)4.2(kj/kg·℃）；

　　m——濕物料的質(zhì)量300（kg）；

　　t2——烘箱平均溫度為60℃；

　　t1——環(huán)境溫度為20℃；

　　Q1=4.2*300*(60-20)=KJ

　　2）Q2：烘干過程150kg水在烘箱內(nèi)平均60℃下從濕物料汽化需要的汽化熱：

　　Q2=150*（2500-2.35t)=KJ。

　　考慮到烘房保溫效果和烘箱內(nèi)支架的蓄熱等實際的熱損失，取1.2的系數(shù)，實際熱負荷，Q負荷=1.2*（Q1+Q2）=KJ；

　　12HP金剛石主機制熱量q=40.18KW，整個烘干過程1小時，即每臺主機能提供的熱量：Q=40.18*3600=KJ，考慮實際烘干過程中，主機不完全在標(biāo)稱回風(fēng)溫度50℃，濕度：45%RH工況下工作，取0.88的系數(shù)，每臺主機實際提供的熱量Q主機=0.88*40.18*3600=KJ；通過熱負荷計算驗證需要4臺12HP金剛石主機。

　　如果按去濕量來選型：3臺12HP金剛石主機(每臺去濕量60kg/h)就夠了，是怎么回事呢？按除濕機和按去濕量來選型有什么本質(zhì)區(qū)別呢？

　　實際案例中往往是通過電加熱+排濕風(fēng)閥來解決問題，電加熱來提供這個Qgap，排濕風(fēng)閥輔助排濕，因為3臺主機只能除濕機3*40=120kg,系統(tǒng)還需通過排濕風(fēng)閥實現(xiàn)排濕：150-120=30kg。

　　濕空氣排濕狀態(tài)：平均溫度為60℃，相對濕度為50%RH；

　　查濕空氣焓濕表：含濕量d排=67.87g/kg;焓i排=237.77kj/kg,

　　排濕的同時進烘箱新風(fēng)濕空氣狀態(tài)：環(huán)境溫度為20℃，相對濕度為60%RH;

　　查濕空氣焓濕表：含濕量d新=8.74g/kg;焓i新=42.36kj/kg,

　　我們可以計算通過排濕風(fēng)閥排濕30kg水，需要交換干空氣mg：

　　mg=30/(67.87-8.74)*1000=507.36kg.

　　排出的水蒸氣質(zhì)量：m排q=mg*d排=507.36*67.86/1000=34.43kg

　　排出的濕空氣質(zhì)量：m排濕=mg+m排q=507.36+34.43=541.79kg

　　排出的熱量：Q排=m排*i排=541.79*237.77=KJ;

　　新風(fēng)的水蒸氣質(zhì)量：

　　m新q=mg*d新=507.36*8.74/1000=4.43kg

　　m新=mg+m新q=507.36+4.43=511.79kg

　　新風(fēng)的熱量：Q新=m新*i新=511.79*42.36=KJ;

　　理論上系統(tǒng)需要通過電加熱補充的熱量：

　　Qgap=Q排-Q新=-=KJ；

　　實際工程應(yīng)用中，參照前面計算：

　　每臺主機實際提供的熱量：Q主機=KJ；實際熱負荷Q負荷=KJ；選三臺主機熱泵能提供的熱量與實際需要的熱負荷差值：

　　Qgap'=-3*=KJ；也就是說這個案例如果選3臺12HP金剛石主機，系統(tǒng)需補充/3600=35KW功率的電加熱；假設(shè)實際工程應(yīng)用中電加熱工作熱效率為90%，那么應(yīng)該選功率為38KW的電加熱合適。

　　以上計算分析可以得出這個案例兩種選型A&B都可以滿足要求；

　　方案A：4臺12HP金剛石主機

　　方案B：3臺12HP金剛石主機+38KW電加熱

　　但本質(zhì)的區(qū)別是耗能？

　　方案A耗能：4*（壓縮機功率+風(fēng)機功率）=4*（9+3）=48KW；

　　方案B耗能：3*（壓縮機功率+風(fēng)機功率）+電加熱功率=3*（9+3）+38=74KW；

　　結(jié)論：方案A比方案B節(jié)能：(74-48)/48=54%.

　　按每天工作8小時每周工作五天計算一年節(jié)?。?/p>

　?。?4-48）*8*5*52=KWh，每度電1元計算，一年節(jié)省元；

　　按每天工作16小時每周工作六天計算一年節(jié)?。?/p>

　?。?4-48）*16*6*52=KWh，每度電1元計算，一年節(jié)省元；

　　結(jié)論：選方案A比選方案B因省的電費可以再買幾臺主機了。

　　如果是和全電加熱的方案C比較呢？

　　方案C：160KW電加熱（每臺主機可以提供40.18KW的熱量，4臺主機的熱量=4*40.18=160.72KW）

　　結(jié)論：方案A比方案C節(jié)能：(160-48)/48=233%;

　　按每天工作16小時每周工作六天計算一年節(jié)省:

　　(160-48)*16*6*52=KWh，每度電1元計算，一年節(jié)省元;

　　選熱泵除濕烘干機方案A比全電加熱方案C省的電費可以再做一個項目了。