有效降低加热、烘干和加湿柜的能耗

作者：Gerhard Bosch    来源：Kunststoffe international

欢迎访问e展厅 展厅 6 干燥机/空气净化/空调展厅 加湿器, 工业吸尘器, 吸尘枪, 空调/中央空调, 臭氧发生器, ... 加热生产工艺的应用非常普遍。降低能源成本最简单的方法是降低能量消耗。这方面，能够通过检查和优化现有设备得以实现，因而在选购新设备时，就应当将后续成本考虑进去。经验显示，很多项目管理往往不能充分考虑这个重要方面，因为它们的重点常常在于合理的加工过程，以及后续的过程安全。 加热和干燥箱 常用的加热柜是用于加热产品，让它开始收缩或化学反应/转化的过程。因此，产品只需加热，能量需求通常不高。 然而，干燥箱无论是用于灌封料还是涂层干燥都需要在特定条件下进行，例如在出于质量保证目的的条件下。干燥过程释放在工艺过程中由粘结剂引发，调控凝结工艺所需要的溶剂。由于挥发气体和溶剂富集在加热过程中可能导致爆炸，因此干燥箱必须充分通风。 在干燥箱通风时，新鲜空气不断送入并被加热到箱内温度。这种干燥的热空气吸收释放的气体和水蒸气，并与废气一起被排出干燥箱(见图1)。 干燥箱所需的总能量包括通风所需能量、箱壁热量损失以及加热产品所需的热量(见图2)。箱壁的热量损失所占比例最小，但是被讨论的最多，因为这会使环境温度上升，在夏季还需通过空调系统进行调节。这种热量损失可以通过改用双壁结构，避免内外壁之间形成热桥来避免。 产品加热是第二大能量消耗部分，通常要求降低能量消耗，特别是在涂层工艺中，只有产品的表面温度才是重要的。给干燥箱通风占总能耗的65%。减少这部分能耗可以大量节省能源。 控制排出气体 最受欢迎的设备是具有高气流速和气体交换速率的。然而，空间过剩也会由于不必要的通风而增加能耗。通常，具有适度的气体交换速率的干燥箱比充分交换的产品更受欢迎。 最简单、最便宜的解决方案是采用程控排气气流控制。图3为排气空气控制器及其显示的温度分布曲线。在初始蒸发阶段，即开始的60分钟， 排气速率在中温时最高。干燥箱最初被加热到60℃，并在此温度进行保温。在此低温下能耗较低。在60℃下可以节省30%能量。在加热到150℃过程中仍然可以达到最高的排气量。在保温阶段，排气量减少。剩余的蒸汽在150℃ 和250℃蒸发。在这种情况下可以减少80%废气空气，同时能耗也可以减少80%。在整个过程中可以节省30%能耗。 效率的提高 超干燥箱工作温度近于室温，箱内湿度非常低，干燥空气进行闭路循环。干燥箱内，干燥空气吸收水蒸气并在干燥空气发生器中释放给吸附剂。一旦吸附剂饱和便转换到下一个。饱和的吸附剂在低温下加热再生。由于再生过程占整个过程比例很小，而能耗节约大约为60%。由于干燥箱在较低温度下运行，通过箱体的热量损失和产品加热的能量都较少。自然地，能量节省程度也取决于工作条件、控制器和指示器。因此，总能耗也可以减少超过60%。 然而超干燥箱不能用于所有生产工艺。其用途取决于蒸气流动。出于安全考虑，不能用于可爆炸蒸汽。在这种情况下，排出空气的能量可以用于加热新鲜空气。用于这种情况的交叉热交换器的能耗可以超过80%。例如：从生产车间进入的新鲜空气温度为20 ℃，先被加热到180℃，达到干燥箱的输入气体温度(见图1)。在干燥箱内只需将其从180℃加热到200℃。含水蒸气废气进入热交换器，在此将热量交换给新鲜空气，其温度则从200 ℃降至40℃。这样可以减少总能耗超过50%。 结论 一个成本不高的排气流速控制器可以节省能耗。甚至可以证明使用小型加热箱是比较经济的。如果功率为7.5kW，每年运行两千个小时，其回报期越为1.4年。超干燥箱和热能回收所需投资更大。对于一个功率为15kW，运行3500小时，其回报周期也是1.4年。随着功率和使用时间的增加，回报周期缩短。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (5/7/2010)