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：平均溫度為60℃，相對濕度為50%RH；環境溫度為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：通過查詢廠家技術參數表選型；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）

　　壓縮機輸入功率標定工況：蒸發溫度18℃，冷凝溫度60℃工況下標定；標準除濕機風量，標準循環風量，熱管換熱量，熱管效率，標準制熱量，機組效率在回風溫度50℃，濕度：45%RH下標定；

　　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參數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4.2(kj/kg·℃）；

　　m——濕物料的質量300（kg）；

　　t2——烘箱平均溫度為60℃；

　　t1——環境溫度為20℃；

　　Q1=4.2*300*(60-20)=KJ

　　2）Q2：烘干過程150kg水在烘箱內平均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支架的蓄熱等實際的熱損失，取1.2的系數，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，主機不完全在標稱回風溫度50℃，濕度：45%RH工況下工作，取0.88的系數，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區別呢？

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

　　濕空氣排濕狀態：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濕空氣狀態：環境溫度為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.

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

　　排出的濕空氣質量：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;

　　新風的水蒸氣質量：

　　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

　　新風的熱量：Q新=m新*i新=511.79*42.36=KJ;

　　理論上系統需要通過電加熱補充的熱量：

　　Qgap=Q排-Q新=-=KJ；

　　實際工程應用中，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，系統需補充/3600=35KW功率的電加熱；假設實際工程應用中電加熱工作熱效率為90%，那么應該選功率為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

　　但本質的區別是耗能？

　　方案A耗能：4*（壓縮機功率+風機功率）=4*（9+3）=48KW；

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

　　結論：方案A比方案B節能：(74-48)/48=54%.

　　按每天工作8小時每周工作五天計算一年節省：

　　（74-48）*8*5*52=KWh，每度電1元計算，一年節省元；

　　按每天工作16小時每周工作六天計算一年節省：

　　（74-48）*16*6*52=KWh，每度電1元計算，一年節省元；

　　結論：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）

　　結論：方案A比方案C節能：(160-48)/48=233%;

　　按每天工作16小時每周工作六天計算一年節省:

　　(160-48)*16*6*52=KWh，每度電1元計算，一年節省元;

　　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。