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1、橘红烘干项目智能空气能干燥系统设计方案及报价DESIGN PROPOSAL AND QUOTATION广东志高空调设备有限公司广东高而美制冷设备有限公司2018年6月空气能热泵烘干装置简介1、传统加热烘干装置常规干燥装置通常直接用电加热或燃料燃烧来获得干燥所需的热能，如燃油锅炉等。以 热风干燥方式为例，常规热风装置中，利用加热器将环境空气加热到适当温度，热空气进入 干燥器中将热量传给物料，使其中的水分汽化并由空气带出干燥器，出干燥器的空气变为温 度低、含水分多的废气，一般直接排入环境。其装置示意如下图所示：预设输入加热器中的燃料的燃料能或者电能为100份，由于热量传递过程中不可避免的 会产生热
2、能损失，因此，实际得到的热能仅约为70-95%。同时，由于进入干燥器空气的湿 含量等于环境空气的湿含量，当环境空气中的湿度高、湿含量大且物料又要求低温干燥时， 上图所示干燥装置的应用会受到一定限制，特别是中小型锅炉类产热设备，由于环境污染、 安全隐患等原因，已经是政府全面整改的对象，新上马的项目要取得锅炉相关许可已经非常 困难。2、空气能热泵烘干装置空气能热泵是一种高效制热装置（产出的热能/消耗的能量100%,通常达到300%-400% 以上），是新一代的超节能和环保的科技应用，是锅炉产热的最佳替代设备，而且由于市场 容量的快速增加，其初投资成本已经大幅降低。热泵干燥装置是热泵和干燥器的有机结
3、合， 典型的热泵干燥装置如下图：如上图所示，在热泵干燥装置中，干燥器排出的废气不再排入环境，而是进入热泵。热 泵将干燥器排出的废气先降温除湿，再加热升温后进入干燥器循环利用。因此，空气能热泵 消耗100份电能，通常可产生300-800份热能。热泵干燥装置中，进入干燥器空气的湿含量取决于热泵蒸发器对干燥器废气的冷却程度 （与环境无关），可根据物料的干燥要求方便地控制干燥器进气湿含量和温度，易于在常温 常压下进行物料的干燥。3、热泵干燥装置的工作原理热泵干燥装置可根据物料特性有不同的流程和结构，以基于蒸气压缩式热泵的基本型封 闭式热泵干燥装置为例，其工作原理如下图所示：空气能热泵干燥装置由两个子系
4、统组成：热泵子系统和干燥体系统。热泵子系统中，制 冷剂沿1-2-3-4-1循环；干燥体系统中，干燥介质空气沿5-6-7-5循环。热泵子系统和干燥 子系统通过干燥介质有机的耦合为一个整体。热泵是消耗少量高品位能量来制取大量热能的 装置。热泵子系统由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等组成封闭回路，热泵工质在其中循 环流动；干燥子系统由干燥器、蒸发器、冷凝器等组成封闭回路，空气（或其他的干燥介质） 在其中循环流动。二、志高牌空气能烘干除湿系统技术简要介绍（一）、技术背景 空气能热泵烘干系统，其平均能效远高于电热系统，广泛应用于工、商、农业领域及 其他特殊领域，且无污染排放，已成为各类民用、工业、农业和
5、政府采购节能减排的首选方 案。排出水分T（二）、产品特点1、节能原理图：工作原理：压缩机从蒸发器中吸入低温低压制冷剂气体，通过做功将制冷剂压缩成高温高压气体， 高温高压气体进入冷凝器中通过风扇的作用与空气交换热量，在冷凝器中被冷凝成低温液体而放出 大量的热量，空气吸收其放出热量而温度不断上升。然后高压低温液体经膨胀阀节流降压后，在蒸 发器中通过风扇的作用，吸收周围空气中热量从而挥发成低压气体，又被吸入压缩机中压缩，这样 反复循环，从而不断提高库房温度。2、志高牌空气能烘干除湿一体机组与烘干房连接系统技术特点：1）、集除湿、加热、制冷、排湿、通风于一体智能化设计。2）、采用闭式除湿及热泵干燥方式
6、，节能减排，干燥质量好、卫生条件好。3）、热风、冷风（阴干）、冷热风不同干燥模式（冷风、热风均无需匹配辅助热源），干 燥温度1090C，满足不同制品干燥工艺要求。4）、不受外界温度（环境温度：-20C43C）湿度影响，适合不同地区使用。5）、热回收除湿及恒温除湿专利技术，比普通除湿干燥机节能30%以上，比传统干燥 干燥节能40%以上。6）、创新排湿功能、排风热回收、新风预热技术、制冷剂过冷过热回热技术。7）、自主研发电控板控制逻辑，触摸屏人机界面控制系统，操作使用方便，性能稳定8）、分阶段设定参数调整控制程序及预置控制程序相结合的智能化控制逻辑，人机友 好。9）、选进的干燥房设计，送风干燥条件
7、稳定、均匀。10）、模块机组设计，避免大机组频繁启动/停机及节能的目的。11）、选进的干湿球计算湿度技术，精度高、寿命长。12）、设备置于烘干房外，易维护及操作，利于冷凝水及时排出三、本项目烘干方案选型1、项目需求：1.1 已知参数：A、客户地点：湛江B、烘干物品名称：橘红C、橘红处理量G=5000kg；D、原料橘红：开始温度t1=10度(湛江平均最低气温)，含水量E1=89%(按极限温度计算)；E、干橘红：最高温度t2=80度，含水量E2=10%；脱水率为E 3=88%。F、烘干需求时间：90h。G、橘红烘干最高温度：不超过80 C。1.2、烘干曲线：第一阶段：预热5h (物品进到板房内3-
8、5小时，温度要求达到70度以上第二阶段：16小时,80 C高温杀青并除湿干燥果，此阶段完成杀青和转色，顺带干燥 脱去部分水份。第三阶段：69小时，70 C快速脱水干燥。此阶段橘红已经定色，表皮保护膜失效，水 份大量逸出，需要强力除湿，否则会影响收身效果，最后出炉，冷却包装。2、物料计算：2.1、原料橘红中水份Er及干物质量W：Er=G X E1=5000 X 89%=4450kgW=G-Er=5000-4450=550kg2.2、蒸发水份Eq及产品干橘红G1Eq=G X E3=4400， G1=611kg2.3、产品干橘红水份Ew：Ew=G1X E2=611X 10%=61.1kg3、按热量计
9、算：根据烘干工艺曲线：31、第一阶段：物品进到板房内，预热5h,温度要求达到70度3.1.1、橘红吸热量(Q1)：Q1=WC1 X (t2-t1)=550 X2X (70-10)/5=13200kj/h，式中橘红平均比热取 C1=2kj/(kg.C)。3.1.2、水份升温吸热(Q2)：10 C水变成70 C水所需热量Q2:Q2=ErXC3X(t2-t1)=4450X4.186X60/5=223532.4kj/h，式中水的比热C3=4.186kj/(kg.C)3.1.3、蒸发水消耗热量Q3：此阶段不排湿。3. 1.4、热量损失，依经验热量损失按以上3项之和的10%计算。3. 1.5、橘红总热量Q
10、h：Qh=Q1+Q2=(13200kj/h+223532.4kj/h) X 1.1/3600 =72kW3. 1.6、10C环境气温烘房空间升温需要的热量空气的比热值：0.24Kcal/Kg ；空气密度:1.293Kg/m3 ；烘房体积以63m3依据公式Q=mP (t2-t1),可得Q4=0.24X 1.293X 63X(70-10)/860=1.4kW3. 1.7、烘干房室体散热量Q5 = 1/2KF (t1-t2)K :烘干房室体保温层的传热系数(Kcal/m?hC)F：烘干房室体保温层的表面积之和(mJt1 :烘干室工作温度(C)t2:环境温度(C),取最低7CQ5 = 1/2X0.38
11、X 111.16X(70-10) /860=1.5kW3. 1.8、橘红吸热、烘干房围护结构热损失、维持升温所需热量各项总热量Q：Q=Qh+Q4+Q5=72+1.4+1.5=74.9kW=75kW3.2、第二阶段：16小时, 80C 高温杀青并除湿干燥果,此阶段完成杀青和转色,顺带干燥 脱去部分水份。设此阶段脱水30%。3.2.1、橘红吸热量(Q1)：Q1=WC1 X(t2-t1)=550X2X(80-70)/16=687.5kj/h,式中橘红平均比热取C1=2kj/(kg.C)。3.2.2、水份升温吸热(Q2)：70 C水变成80 C水所需热量Q2:Q2=ErXC3X(t2-t1)=4450
12、X4.186X 10/16=11642.3kj/h,式中水的比热C3=4.186kj/(kg.C)3.2.3、蒸发水消耗热量Q3：依经验公式：Q3=VXi=4389X30%X2320/16=190921.5kj/h,式中80C时水的汽化潜热i=2320kj/h3.2.4、热量损失,依经验热量损失按以上3项之和的10%计算。3.2.5、橘红总热量Qh：Qh=Q1+Q2+ Q3=(687.5kj/h+11642.3kj/h+190921.5kj/h)X 1.1/3600 =62kW3.2.6、烘房空间升温及烘干房室体散热量可忽略不计。3.2.7、橘红吸热、烘干房围护结构热损失、维持升温所需热量各项
13、总热量Q：Q=Qh =62kW3.3、第三阶段：69小时，70 C快速脱水干燥。此阶段橘红已经定色，表皮保护膜失效，水份大量逸出,需要强力除湿。3.3.1、橘红吸热量(Q1):此阶段橘红吸热量可忽略不计。3. 3.2、水份升温吸热(Q2)：此阶段水份从80C降温至65C，再从65C升温至70C，水 份吸热量时间按60h计算。65 C水变成70 C水所需热量Q2:Q2=Er XC3X (t2-t1)=(4450-1316.7) X4.186 X 5/60=1093kj/h,式中水的比热 C3=4.186kj/(kg.C)3. 3.3、蒸发水消耗热量Q3：依经验公式：Q3=VXi=4389X70%
14、X2330/60=119307.7kj/h,式中70C时水的汽化潜热 i=2370kj/h3. 3.4、热量损失，依经验热量损失按以上3项之和的10%计算。3. 3.5、橘红总热量Qh：Qh=Q2+ Q3=(1093kj/h+119307.7kj/h)X1.1/36000 =37kW3. 3.6、烘房空间升温及烘干房室体散热量可忽略不计。3. 3.7、橘红吸热、烘干房围护结构热损失、维持升温所需热量各项总热量Q：Q=Qh=37kW3.4、综述： 综合以上三个阶段的热量需求计算，第一个阶段所消耗的热量最大，则以第一阶段的 热量需求为选型依据。3.4.1、考虑实际应用与理论计算的偏差，理论计算增加
15、20%的计算裕量，则实际总热量=QX 1.2=75 X 1.2=90kW3. 4.2、选择两台志高牌15匹高温热泵干燥机组的制热量：单台志高牌15匹高温热泵干燥机组平均能效比COP=3.5，机组额定功率13.7kW，制 热量为48kW；两台机组制热量合计96kW，大于所需计算热量90kW，因此选型计算与机型选择都 合理。5、综合选型1) 综合上述计算及结合现场图纸设计，该项目主机设备选型为：志高牌高温热泵干燥 机组ZKH45/48GY两台联合运行，其平均制热量48KW,产热量可满足该项目的烘干要求。2) 上述设备的温度调控范围为18C80C,可满足橘红烘干个工艺阶段的温度和湿度 控制全部要求。四、烘干系统的设计建议方案货架托盘选择： 选用客户现有的物料车尺寸：长 1550，宽 850，高1800（如果带轮 1950）每车托盘 20 个，每个托盘可以放 25 公斤果子 830*770*60 托盘，每个货架可放 500 公斤果子，板房内则需要10个货架，共计可放5000 公斤果子板房设计：板房内空高度2.3M、宽度3.35M、长度6.3
