一、热量平衡问题
由于压缩机的输入功,冷凝器的散热量必将大于蒸发器的吸热量,蒸发器与冷凝器都处于封闭的空气循环系统中,若空气与外界无热量交换,则封闭的循环空气的热量会不断增加。在热泵干燥装置刚开始运行时,由于系统尚未达到稳定的状态点.这部分额外的热量是有用的,它将空气加热到设定的运行状态点。但是,一旦空气达到稳定状态点后,如图3中的1—2—3—4过程,如果持续加热,那么封闭的空气的温度就会越来越高,导致整个空气循环的参数点上移,如图3中的17—2,一3 7—4 7过程,造成冷凝器端传热温差减小,导致冷凝压力不断增高,热泵系统的热泵系数下降,最终出现停机。因此,当空气循环系统达到稳定状态点时,就需要将这部分热量排到系统之外,控制空气循环参数在一定范围内,稳定在过程1—2—3—4附近。
为了维持系统运行时稳定的空气状态点,可在干燥器后部、蒸发器前段设置空气一空气热交换器,由环境空气对封闭系统内循环空气进行冷却。辅助热交换器由双位温度开关控制,温度开关的感温包可设置在空气循环回路中蒸发器入口前,如图1中点2所示位置。当测得空气温度高于设定值时,辅助换热器风机打开,带走空气部分热量,冷却循环空气;当空气温度低于一定值时.辅助换热器风机关闭。这样,就可以维持整个封闭循环中的空气在过程1—2—3—4附近可接受范围内变化。
二、冷量有效利用率问题
由图2可以看出,从状态点1到状态点3的过程中,只有2—3是水分析出的过程。1—2过程中并无水分析出,这部分冷量仅仅用来降温,这是由于湿空气只有达到露点温度以后才能有水分析出。在实际的运行过程中,希望在消耗相同的冷量的前提下,能够除去更多的水分。冷量有效利用率用妒表示,其定义为在除湿过程中用于水分析出的冷量与冷量总消耗的比值,即可以看出,冷量有效利用率越大越好。在实际设计过程中,风量的大小主要取决于空气运行工况点与干燥速率,在这2个参数确定以后,风量基本可以确定。
然而,由此确定的风量值,在运行时,其风速大小很有可能不是空气与被干燥介质进行传热传质的最佳风速值,且由于干空气较快地流过被干燥介质,干空气携带水分的能力尚未得到充分的发挥,也就是图2中4—1的过程线很短,1—2过程线很长,冷鼍有效利用率很低,大部分冷量用于降温而并非除湿,造成热泵干燥装置非常低效。极端地说,热泵系统仅是对空气进行加热和冷却的不断重复的过程,带走的水分很少。针对此,可以在干燥箱处设置空气旁通管路,使得干空气反复流经被干燥介质,当其携带足够多的水分时,再离开干燥箱,也可以改变干燥箱的结构,在内部设置折流板,延长空气与被干燥介质的接触时间,加大其接触面积。http://www.zhenghangsy.net