熱泵烘干應用在市場上已經(jīng)得到越來越多的人認可和采用，其主要原因除了熱泵本身具有環(huán)保、節(jié)能優(yōu)勢，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)在的行情趨勢相當于五六年前的熱泵熱泵，發(fā)展前景可觀！

 

市場前景毋庸置疑，但我們在關注行業(yè)發(fā)展的同時，還應該不多補充對熱泵烘干的應用知識。今天我們先從設計選型開始。

 

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算整個烘干系統(tǒng)的總熱負荷，再根據(jù)機組制熱量來配置。

 

總熱負荷匹配機組制熱量

 

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

 

熱風排濕熱泵烘干系統(tǒng)

 

1)總熱負荷計算

 

熱泵烘干系統(tǒng)總熱負荷(Q)主要由濕物料吸收的熱量(Q1)、進行排濕操作需要補充新風消耗的熱量(Q2)、維護結構(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—室內設計溫度(℃)；1kWh =860kcal。

 

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

式中：Q2—進行排濕操作需要補充新風消耗的熱量(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—室內設計溫度(℃)；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——維護結構的散熱量(kW.h)；α—圍護結構溫差修正系數(shù)，取α=1；F—圍護結構的面積(m2)；K—圍護結構的傳熱系 數(shù)[W/(㎡?K)]； K=λ/d，λ為維護結構材料的導熱系數(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為維護結構厚度(m)；t2—室內設計溫度(℃)；t1—室外環(huán)境溫度(℃)；h—設計烘干時間(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)，室內設計溫度對應的汽化潛熱(查水的汽化潛熱表)；1kW.h=1000kW * 3600秒=3600kJ。

 

2)主機選型計算

 

很多人可能會認為，機組的選型用總熱負荷Q1+Q2+Q3+Q4除以設計的烘干時間即可，其實這種方法是不科學的，因為整個烘干過程中并非一直在排濕，且有的物料在前期需要預熱，以達到物料要求的烘干初始溫度，因此在計算的時候烘干時間最好取設計烘干時間的80%。比如，設計烘干時間為30小時，那么機組的選型計算則是拿總熱負荷除以24。

 

(1)在預熱階段(不進行排濕)，平均單位時間所需熱泵制熱量(Qj1) 應按以下公式計算:

 

Qj1= Q1/hy+Q3/h

式中：Qj1—預熱階段所需熱泵制熱量(kW)；hy—設計預熱時間(h)；h—設計烘干時間(h)。

 

(2)在達到室內設定溫度下，烘干排濕過程中，平均單位時間所需熱泵制熱量(Qj2)應按下式計算:

 

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

式中：Qj2—排濕階段所需熱泵制熱量(kW)；hp—設計排濕時間(h)；h—設計烘干時間(h)。當Qj1≥Qj2，所需要熱泵負荷則根據(jù)Qj1選型；

 

在實際操作中，經(jīng)銷商很少會詳細計算系統(tǒng)的熱負荷來進行機組選型，通常采用另一種方法，即根據(jù)物料的脫水量和機組每小時的除濕能力來計算機組的配比。采用這種方法需要長期的測試和經(jīng)驗積累，掌握物料的最佳烘干溫度曲線及所需要脫水的時間，再結合設備在相應的溫度范圍的除濕能力進行選型。

 

在保溫良好的前提下，選擇機組的步驟為：每批次需烘干待干燥物品的重量?設A；物品的脫水率多少?設B；計算總共需要的脫水量：A?B；計劃幾個小時干燥完畢?設C；計算小時脫水量：A?B/C；查詢機組型號參數(shù)，選擇合適的機型和數(shù)量，要考慮溫度和適當?shù)挠嗔?，必須建立在對設備在各種工作環(huán)境下的干燥能力。