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          復疊式水源高溫熱泵機組在飲料包裝行業的應用
          2013-07-24  來源:廣州恒星    發布者:admin

          1.前言
                飲料加工是個能耗大戶。日前,據中國飲料工業協會透露,《飲料制造能耗限額》標準開始試行。 標準一起草人、中國飲料工業協會高級工程師馬澤生表示,節能環保應該是飲料行業應該緊抓不放的熱點。新形勢下行業競爭加劇,使飲料企業對飲料裝備、原材料、包裝等需求提出了更高的要求,高效、節能、降耗、清潔生產是必然的發展趨勢。通過技術進步和自主創新來抓好節能環保工作,是企業發展的社會責任。


                 在飲料無菌灌裝生產線上,需要使用高溫熱水(75℃~90℃)對包裝清洗殺菌,然后需要使用低溫冷凍水(5℃~20℃)對包裝進行冷卻定型,冷熱量是具有一定互補性的。傳統工藝中,加熱靠燃油蒸汽鍋爐,制冷靠冷水機,除了采用板換進行了部分熱回收外,沒有更多的節能措施,使用復疊式水源高溫熱泵機組,可以同時實現高溫制熱與低溫制冷功能,應用于無菌飲料前處理設備。
           

          2.系統工作原理

                 就制冷/熱泵機組而言,任何系統的單一制冷劑都有其固定的運行范圍(指制冷劑的冷凝溫度與蒸發溫度區間),若實際的運行工況超出了合理范圍,都會引起機組的保護報警乃至故障停機。采用雙系統的復疊式設計,兩個系統分別沖灌兩種不同的制冷劑,其中A制冷劑可運行在高冷凝溫度區間,而另一制冷劑B可運行于低蒸發溫度區間;兩系統通過中間蒸發冷凝器的熱平衡實現熱量傳遞,從而達到整個機組的穩定運行,在以A制冷劑高冷凝溫度產生高溫熱水的同時,也實現了以B制冷劑低蒸發溫度產生低溫凍水。系統如下圖所示:
           

          3.復疊式水源高溫熱泵機組特點

          ①、機組分中溫側和高溫側兩個不同的系統,兩個獨立系統通過復疊換熱技術、雙制冷劑耦合換熱技術和水系統耦合技術整合于一體,通過復疊換熱技術和雙制冷劑耦合換熱技術把熱水進一步提升到85℃,并能在80℃進水、85℃出水這一工況長期、穩定運行。

          ②、在制取高溫熱水的同時產出*低7℃的凍水,滿足飲料罐裝過程冷卻工藝的要求;

          ③、項目產品水體為熱源,機組運行穩定、安全,可以實現水體的循環利用,運行過程無任何有害物質排放,是一種清潔環保的制熱方式;

          ④、機組采用智能化控制,維護簡單。

          機組的應用如下圖所示:

          4.實驗驗證
                  使用中央空調冷(熱)水機組綜合性能測試臺,對復疊式水源高溫熱泵樣機進行測試,樣機的型號為80HW-36WH,中溫側制冷劑使用R22,高溫側制冷劑使用R124a,測試的結果與理論計算的結果對比如下表:
           

                 由上表對比可知,機組制熱量比理論計算值大10%,輸入功率比理論計算值大17%,電流比理論計算值大15%,COP比理論計算值小5%,排氣溫度基本一致,考慮到壓縮機的效率及管路和閥件的壓降損失等,上述結果仍在合理范圍內。


          5.結論
                 對于飲料包裝行業,使用復疊式水源高溫熱泵機組,在制取85℃的高溫熱水時,可以免費獲得7℃的冷凍水,機組綜合能效比高達3.0,節能效果非常顯著。(作者:研發部張有)

           

           

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