通過熱負(fù)荷計(jì)算深度解析熱泵除濕烘干機(jī)選型
通過熱負(fù)荷計(jì)算深度解析熱泵除濕烘干機(jī)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(jì)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(jī);按去濕量來選:3臺12HP金剛石主機(jī)(每臺除濕量40kg/h;每臺去濕量60kg/h)
壓縮機(jī)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(jī)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(jī)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(fù)荷計(jì)算深度解析熱泵除濕烘干機(jī)選型,從而進(jìn)一步驗(yàn)證通過廠家提供機(jī)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(rèn)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(shí)際的熱損失,取1.2的系數(shù),實(shí)際熱負(fù)荷,Q負(fù)荷=1.2*(Q1+Q2)=KJ;
12HP金剛石主機(jī)制熱量q=40.18KW,整個烘干過程1小時,即每臺主機(jī)能提供的熱量:Q=40.18*3600=KJ,考慮實(shí)際烘干過程中,主機(jī)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(jī)實(shí)際提供的熱量Q主機(jī)=0.88*40.18*3600=KJ;通過熱負(fù)荷計(jì)算驗(yàn)證需要4臺12HP金剛石主機(jī)。
如果按去濕量來選型:3臺12HP金剛石主機(jī)(每臺去濕量60kg/h)就夠了,是怎么回事呢?按除濕機(jī)和按去濕量來選型有什么本質(zhì)區(qū)別呢?
實(shí)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?yàn)?臺主機(jī)只能除濕機(jī)3*40=120kg,系統(tǒng)還需通過排濕風(fēng)閥實(shí)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(jìn)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(jì)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(bǔ)充的熱量:
Qgap=Q排-Q新=-=KJ;
實(shí)際工程應(yīng)用中,參照前面計(jì)算:
每臺主機(jī)實(shí)際提供的熱量:Q主機(jī)=KJ;實(shí)際熱負(fù)荷Q負(fù)荷=KJ;選三臺主機(jī)熱泵能提供的熱量與實(shí)際需要的熱負(fù)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(jī),系統(tǒng)需補(bǔ)充/3600=35KW功率的電加熱;假設(shè)實(shí)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(jì)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(jī)
方案B:3臺12HP金剛石主機(jī)+38KW電加熱
但本質(zhì)的區(qū)別是耗能?
方案A耗能:4*(壓縮機(jī)功率+風(fēng)機(jī)功率)=4*(9+3)=48KW;
方案B耗能:3*(壓縮機(jī)功率+風(fēng)機(jī)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(jì)算一年節(jié)?。?/p>
?。?4-48)*8*5*52=KWh,每度電1元計(jì)算,一年節(jié)省元;
按每天工作16小時每周工作六天計(jì)算一年節(jié)省:
?。?4-48)*16*6*52=KWh,每度電1元計(jì)算,一年節(jié)省元;
結(jié)論:選方案A比選方案B因省的電費(fèi)可以再買幾臺主機(jī)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(jī)可以提供40.18KW的熱量,4臺主機(jī)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(jì)算一年節(jié)省:
(160-48)*16*6*52=KWh,每度電1元計(jì)算,一年節(jié)省元;
選熱泵除濕烘干機(jī)方案A比全電加熱方案C省的電費(fèi)可以再做一個項(xiàng)目了。