712 热泵干燥装置-启动过程
启动过程
启动过程是指从冷态(通常是环境温度或室温)把装置升温至设定工作温度的过程。
启动过程中干燥器、物料、热泵等各处的温度变化差别较大,以中低温封闭式热泵干燥装置为例,启动过程装置中几个关键点处的温度变化如下。
由于热泵干燥装置的外部输入能量只有压缩机功率(请参见705篇),启动过程把干燥器及其中的物料等温度升上来往往需要较长时间。
以上图中装置为例,设启动过程中压缩机功率为1.0kW,干燥器及热泵压缩机折合钢材重量约50kg,当量比热约0.5kJ/(kg.K);待干燥物料重量约30kg,当量比热约2.5kJ/(kg.K),近似认为热泵吸热器和放热器的吸放热相抵,风道等附件的吸热量和装置向环境的散热量忽略不计,启动前装置冷态温度为20℃,装置设定物料干燥温度为50℃,则启动过程需时间约为:
t=(mdcd+mmcm)*(Tm-T0)/Php
式中,t为装置启动时间,s;md为干燥器和压缩机材料当量重量,kg;cd为干燥器和压缩机材料当量比热,kJ/(kg.K);mm为物料当量重量,kg;cm为物料当量比热,kJ/(kg.K);Tm为物料设定干燥温度,℃;T0为装置启动前冷态温度,℃;Php为启动过程压缩机平均功率,kW。
则上述数据时装置启动时间约为:
t=(50*0.5+30*2.5)*(50-20)/1.0=3000s
即约1小时(考虑到装置散热等,实际启动时间通常1小时以上)。
为加速装置启动过程,可在装置中增设启动加热器。
加热空气型启动加热器
可在风道内或干燥器内设置加热空气型启动加热器。
加热空气型启动加热器可为电加热器,也可为其他辅助热源,仅装置启动阶段使用。
以上述装置和参数为例,设启动加热器为功率2.0kW的电加热器,则装置启动时间可缩短为约1000s,启动加热器耗电约0.6kWh(度)。
加热工质型启动加热器
可在热泵工质管路上设置加热工质型启动加热器(条件适宜时可辅冷器兼作启动加热器)。
加热工质型启动加热器加速启动过程的情况与辅冷器/启动器加热器面积、环境温度(或室温)、循环空气进加热器温度等均有关。
设环境温度(或室温)为20℃,装置中循环空气进加热器温度为0℃,热泵工质为R134a,则采用加热工质型启动加热器也可使上述装置启动时间缩短至1000s以内。