lengrekeji（冷熱科技）
流程及工作原理
設(shè)熱泵真空干燥裝置采用間接流程。
圖中主壓縮機、組合冷凝器、主膨脹閥、主蒸發(fā)器構(gòu)成主熱泵；輔助壓縮機、組合冷凝器、輔助膨脹閥、水冷器構(gòu)成輔熱泵&制冷裝置（需要說明的是，熱泵真空干燥裝置中的冷凝器是用于熱泵工質(zhì)加熱熱水，常規(guī)真空干燥裝置的冷凝器是用于冷卻水冷凝水蒸氣，含義相差很大）。
主熱泵通過主蒸發(fā)器制備冷能給冷卻器，使流過冷卻器的水蒸氣的大部分被冷凝；主熱泵通過組合冷凝器制備熱能，提供加熱物料所需的大部分熱能。
輔熱泵&制冷裝置通過組合冷凝器制備物料加熱所需的部分熱能，通過水冷器制備冷能吸收水環(huán)真空泵吸入水蒸氣放出的熱能，使冷水溫度保持在要求值。
出干燥器的水蒸氣流經(jīng)冷卻器過程中，大部分冷凝為水，出冷卻器時變?yōu)閴毫^低的水蒸氣，被水環(huán)真空泵吸入并冷凝融入真空泵循環(huán)水，水蒸氣中攜帶的不凝氣體從輔冷器排入環(huán)境。
運行參數(shù)
設(shè)加熱物料的熱水溫度為65℃，組合冷凝器中熱泵工質(zhì)溫度70℃；主蒸發(fā)器和水冷器內(nèi)熱泵工質(zhì)溫度均為20℃，冷卻器和水冷器內(nèi)冷水溫度均為25℃；干燥器內(nèi)水蒸氣壓力18000Pa，出冷卻器&進(jìn)真空泵處水蒸氣壓力5000Pa；環(huán)境空氣溫度15℃，暫不考慮不凝氣體對能耗的影響。
能耗概算
設(shè)干燥器內(nèi)物料干燥速率為36kg/h，即10g/s，取物料內(nèi)水分汽化潛熱為2400J/g，則物料干燥加熱功率約：
10*2400=24000W
18000Pa時水蒸氣密度約0.12kg/m3，則水蒸氣出干燥器體積流量約：
36/0.12=300m3/h
出冷卻器&進(jìn)真空泵處水蒸氣壓力5000Pa，密度約0.036 kg/m3，水蒸氣流經(jīng)冷卻器過程中排出冷凝水約：
300*(0.12-0.036)=25.2kg/h
排熱量約：
(25200/3600)*2400=16800W
進(jìn)入真空泵水蒸氣量約：
0.036*300=10.8 kg/h
這部分水蒸氣冷凝放熱量約：
(10800/3600)*2400=7200W
水環(huán)真空泵功率約：
5000*(300/3600)*ln(101/5)/0.3
=417*3.0/0.3=4170W
熱泵制熱系數(shù)約：
COP=0.5*(70+273)/(70-20)
=3.43
壓縮機功率約（主壓縮機和輔壓縮機之和）：
24000/3.43=7000W
熱泵需從主蒸發(fā)器和水冷器吸熱約：
24000-7000=17000W
冷卻器和水冷器、輔冷器總排出熱能約：
16800+7200+4170=28170W
輔冷器理論排熱負(fù)荷約：
28170-17000=11170W
實際考慮裝置向環(huán)境的自然散熱等，輔冷器散熱負(fù)荷不會這么大；就本例運行參數(shù)而言，可不必運行輔熱泵，主熱泵運行即可。
熱泵真空裝置運行總能耗約（暫不考慮泵等輔件能耗）：
7000+4170=11170W
此運行參數(shù)下常規(guī)真空干燥裝置總能耗約（假設(shè)加熱物料熱能來自電加熱，也暫不考慮泵等輔件能耗）：
24000+4170=28170W
熱泵真空干燥節(jié)能量約；
28170-11170=17000W
如裝置每天24小時運行，電價1元/度，每年節(jié)省耗電費用約：
17*24*360*1=146880元
當(dāng)物料干燥溫度、環(huán)境空氣溫度等一定時，出冷卻器&進(jìn)真空泵水蒸氣壓力可能對裝置總能耗有較大影響，如直接取該壓力為18000Pa時（此時主熱泵回路可省去），輔熱泵的水冷器中熱泵工質(zhì)蒸發(fā)溫度可取30℃（水環(huán)泵冷水溫度35℃），則熱泵制熱系數(shù)約：
0.5*(70+273)/(70-30)
=4.3
壓縮機功率約：
24000/4.3=5581W
水環(huán)泵功率約：
18000*(300/3600)*ln(101/18)/0.3
=1500*1.72/0.3=8600W
壓縮機和水環(huán)泵功率之和約：
5581+8600=14181W
比主、輔熱泵聯(lián)合型能耗高出約：
14181-11170=3011W
對熱泵真空干燥裝置進(jìn)行精細(xì)能量概算時，需要考慮不凝氣體、物料干燥進(jìn)程中結(jié)合水及水分在物料內(nèi)傳質(zhì)壓差、冷熱水進(jìn)出各設(shè)備溫差、泵及風(fēng)機能耗、熱泵循環(huán)及工質(zhì)選擇、環(huán)境空氣溫度變化等多因素進(jìn)行綜合優(yōu)化。
