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高温热泵在工业除湿中的应用场景

2024-12-04 16:57:48

高温热泵是一种利用冷媒,在压缩机的作用下,在系统内循环流动的设备。冷媒在压缩机内完成气态的升压升温过程,进入换热器后释放出高温热量加热水。 其制热出水温度一般高于 80℃,出水温度在 95℃~130℃ ,风口处温度达到 80℃~120℃,特制高温热泵出风可达 130℃。工作时,低温热源中的热能与制冷剂
   高温热泵是一种利用冷媒,在压缩机的作用下,在系统内循环流动的设备。冷媒在压缩机内完成气态的升压升温过程,进入换热器后释放出高温热量加热水。


  其制热出水温度一般高于 80℃,出水温度在 95℃~130℃ ,风口处温度达到 80℃~120℃,特制高温热泵出风可达 130℃。工作时,低温热源中的热能与制冷剂之间进行热交换,实现制热效果。例如,在工业生产中,常见的低温热源可以是废热、废气、废水等,高温热泵将这些低温热源中的热能提取出来,经过升温处理后供应给工业过程中的制热设备。


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   高温热泵在工业除湿中有着广泛的应用场景。在锂离子电池制造行业,环境湿度需精确控制,超高温热泵的低露点转轮除湿机可将高湿高温的热泵排放气体中的水分除去,达到要求的干度和温度,提高系统运行效率,还能通过循环进行湿度和温度控制,调节优化室内环境。在陶瓷洁具工艺品干燥中,传统热源能耗高且有安全隐患,而空气能烘干机、高温热泵烘干机组等可高效烘干,如陶瓷坯体干燥分为加热、等速干燥、降速干燥三个阶段,在各阶段通过不同的原理实现干燥除湿。在啤酒厂中,空气源热泵可用于灌装车间降温除湿及提供热水,同时还能为真空泵降温。


  高温热泵在工业除湿中的原理主要是利用热泵循环原理。以高温热泵烘干机组为例,热泵系统为热风干燥系统提供高温热源和降低热风湿度,为系统补充损失热量。热风干燥系统通过循环热风与物料直接接触,提供蒸发水份热量,带走物料中的水份。热泵系统由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成,在蒸发器中吸取干燥室排出湿热空气中的热量,从低压液态工质蒸发成低压蒸汽,经压缩机增压成为高温高压的蒸汽;在冷凝器中,高温高压的工质蒸汽放出热量加热进入干燥室的空气,而工质本身则从气体冷凝成高压液体;通过节流装置,液体工质产生阻塞效应,降低了压力和温度,成为低压低温液体,再度进入蒸发器中吸收湿热气体的热量,如此反复循环将低温热量输送到高温介质中去,形成热泵循环。高温热泵除湿机则通过压缩机压缩制冷剂,冷凝器冷却制冷剂,膨胀阀降压,蒸发器蒸发使空气中的水分转化为水蒸气,再经压缩机再次压缩,经过循环将湿气转化为液态,并通过排水管道排出室外。例如,高温热泵除湿机能够快速有效地除去高温环境中的湿气,帮助降低空气湿度,提供舒适的工作环境。
高温热泵在陶瓷洁具工艺品干燥中应用
 陶瓷洁具工艺品的干燥一般采用热风烘干,其热源来源一般有天然气、煤、电锅炉等,但这些方式能耗高且会存在安全隐患。而亿家人高温热泵烘干机组在陶瓷洁具工艺品干燥中具有显著优势,烘干效率好,自动调节程度高。
 陶瓷坯体的含水率一般在 5%-25% 之间,坯体水分是平衡水分和自由水分组成。在干燥过程中,分为加热阶段、等干燥阶段、降速干燥阶段三个过程。加热阶段,由于干燥介质在单位时间内传给坯体表面的热量大于表面水分蒸发所消耗的热量,因此受热表面温度逐渐升高,直至等于干燥介质的湿球温度,此时表面获得热与蒸发消耗热达到动态平衡,温度不变,此阶段坯体水分减少,干燥速率增加。等速干燥阶段,本阶段仍继续进行非结合水排出,由于坯体含水分较高,表面蒸发了多少水量,内部就能补充多少水量,即坯体内部水分移动速度等于表面水分蒸发速度,亦等于外扩散速度,所以表面维持潮湿状态,等速干燥阶段结束时,物料水分降低到临界值。降速干燥阶段,这一阶段中,坯体含水量减少,内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度,表面不会维持潮湿,干燥速率逐渐减少,由于表面水分蒸发所需热量减少,物料温度开始逐渐升高,物料表面水蒸汽分压小于表面温度下饱和水蒸汽分压,此阶段是排出结合水,坯体不产生体积收缩,不会产生干燥废品。当物料排水分下降等于平衡水分时,干燥速率变为 0,干燥过程终止。
高温热泵在锂离子电池制造行业除湿应用
 在锂离子电池制造过程中,对环境湿度要求极为严苛,通常要求环境中空气露点温度达到 - 40℃以下。目前业界主流做法是通过转轮式吸附除湿来实现,除湿转轮配备有再生加热器,为保证除湿效果,转轮再生温度需要保持在 110~140℃。然而,这在系统运行时会消耗大量能源用于再生,成为企业生产制造成本的痛点。同时,转轮再生侧排风排出的是高温高湿的空气,如果直接排放到环境中,也会造成能源的浪费。


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为解决这一痛点,业界开始探索将安全环保、热源选择灵活、高效节能、应用程度广泛的高温热泵技术与转轮除湿系统相结合以实现节能目标。例如谷轮超高温热泵整体解决方案助力锂电池干燥间转轮除湿系统实现节能减排,该项目于 2024 年 9 月份安装并投入使用,截至目前运行良好。它面临着高温要求、工艺要求、节能要求和风险控制等挑战。高温要求方面,常规热泵的冷凝温度最高为 125~135℃,而项目需要更高冷凝温度的热泵系统以便在转轮除湿系统中正常应用;工艺要求方面,当环境温度低于 15℃,制冷剂系统停机之后的压力可能会低于大气压力,如果连管焊接不良,空气就会进入到系统中导致压缩机润滑油酸化,压缩机因润滑系统故障导致烧机,所以机组对于焊接工艺的要求要高于常规热泵系统且须考虑系统负压密封;节能要求方面,项目要求在保证设备常年稳定运行的前提下,尽可能降低机组运行能耗,传统节能方案最多节能 10%,本项目作为新兴技术的应用试点,希望能够达到更显著的节能效果,至少要达到节能 20%;风险控制方面,需要确保系统稳定运行。

高温热泵在啤酒厂除湿应用

 啤酒加工工艺中的新能源应用 — 冷热联供热泵技术在啤酒厂得到应用。啤酒加工工艺中,糊化和煮沸过程中需热量,在发酵前需要冷量。采用必赢242net官网冷热联供技术可实现冷热量互补,可使能源最大化利用,为客户节省能源开支、节能降耗。冷热联供机组的热源侧吸收啤酒 “冷却” 过程中的热量为 “冷却” 工艺过程提供冷量,吸收的热量通过冷热联供机组使用侧的高效换热器释放到需热的 “糊化” 和 “麦汁煮沸” 两个工艺过程。同时,多余的冷量可用于冷却发酵前的麦芽汁和降温工作环境。
 高温热泵在啤酒厂降温除湿及热水中也有应用。例如在啤酒灌装车间,布置一台 5 匹高温热泵机组(防腐材质),在室外布置 1 只 3 吨的保温水箱。机组在高温车间内制高温热水的同时排出冷风给车间降温除湿,既能达到降温除湿的目的,又能免费产生高温热水供清洗使用。对于真空泵降温,在真空泵附近配置一台 3 匹制冷热回收水源热泵机组,制冷水温 10 - 15 度给真空泵降温,同时回收产热水量为 260L/h(热水温度 55 度),工作条件是以制冷为主,回收热量加热水。
 此外,热泵技术在啤酒行业的应用分析中探讨了热泵技术的特殊使用方式,论证其回收制冷机房蒸发冷排热产生高温热水用于巴氏杀菌的可行性。
高温热泵除湿机工作原理
 高温热泵除湿机的工作原理是利用热泵循环原理,通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等部件,将室内湿气除湿并排出室外。
 具体过程包括:压缩机压缩制冷剂,热泵除湿机通过压缩机将制冷剂压缩成高压高温的气体;冷凝器冷却制冷剂,高温的气体通过冷凝器散发热量,冷却成高压液态制冷剂;膨胀阀降压,高压液态制冷剂通过膨胀阀降压,变成低压低温的制冷剂;蒸发器蒸发,低压低温的制冷剂通过蒸发器吸收周围空气中的热量,使空气中的水分转化为水蒸气;压缩机再次压缩,水蒸气被压缩机再次压缩成高压高温的气体,并通过冷凝器散发热量;排出湿气,经过循环的过程,湿气被转化为液态,并通过排水管道排出室外。
 高温热泵除湿机能够快速有效地除去高温环境中的湿气,帮助降低空气湿度,提供舒适的工作环境。同时,它还具有节能环保、温度控制、自动化操作、灵活多样等优势。


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