空氣源熱泵（制冷劑系統）在涂裝車間的應用

孫立巖 王海巖 曹家鑫 梁志桐

摘 要：本文主要介紹空氣源熱泵系統在循環風空調中的應用。對比分析其能耗、社會效益、經濟效益系統。為后續涂裝車間節能減排、降低運行成本提供新方向及指導意見。

關鍵詞：空氣源熱泵;制冷劑系統;綠色涂裝

1 引言

熱泵系統主要由壓縮機、冷凝器、節流閥和蒸發器組成，其主要采用逆卡諾循環?？諝饽軣岜脵C組工作時，通過風機將空氣吸入機組內部，經過換熱器后空氣中的低溫熱量被換熱器吸收，并轉移到保溫水箱中，給水加熱;失去熱量的空氣溫度降低，變成冷空氣從風機吹出來。

涂裝車間噴漆室是能耗最大的設備，占車間總能耗40%左右，其中空調能耗又占噴漆室的40%以上，因而對循環風空調如何降低能耗可成為節能減排的研究對象。

以采用濕式噴漆室，循環風送風方式為例，采用空氣源熱泵系統對空氣進行熱濕處理，以達到工藝所需求的溫濕度。

2 工程問題分析

2.1 基本要求

以某汽車涂裝車間空調為例，其循環風空調風量為73500 m3/h，噴漆室送風溫濕度要求為25℃，75%RH。循環風經文丘里后，空調進風口相對濕度近似為90%。循環風空調先表冷（除去空氣中多余水分）再加熱升溫，達到目標要求25℃，75%RH。

2.2 工藝處理

文丘里近似為等焓加濕過程，經表冷，冷凝到100%，在表冷（過冷），在二次加熱除濕到目標點。見圖1。

實現過程為A～B等焓加濕;B～C表冷除濕（絕對濕度不變，相對濕度升高至100%）;C～D繼續除濕;（絕對濕度減少，相對濕度不變100%）;D～A二次加熱（圖2）。

2.3 冷熱量計算

2.3.1 濕式噴漆室循環風空調一般結構見圖3：

2.3.2 主要功能段為：進風段、初校段、中校段、高校段、表冷段、加熱段、風機段、消音段、出風段。表冷段除濕（冷凍水），加熱段升溫（熱水、二次加熱），需要兩種能源;

2.3.3 若采用空氣源熱泵，僅需考慮電能。壓縮機做功，介質在經過冷凝器后放熱，該部分可作為循環風的加熱段，介質經過蒸發器后為吸熱對外降溫過程（除濕），該部分可作為循環風空調的表冷段。

小結：故對僅有電能或其它因素制約情況下，空氣源熱泵可考慮作為循環風空調除濕、加熱的一種有效途徑。

2.4 不同空氣處理機組的系統原理圖

2.4.1 采用空氣源熱泵（制冷劑系統）進行空氣處理，系統原理圖4

2.4.2 采用水冷冷熱水機組進行空氣處理，系統原理圖5

2.4.3 采用鍋爐、冷凍水進行空氣處理，系統原理圖6

3 能耗分析

4 社會效益

熱泵是一種能使熱量從低溫物體轉移到高溫物體的能量利用裝置?？梢园涯承┎荒苤苯永玫牡蜏責崮茏優橛杏玫臒崮埽M而提高熱能利用率，節約成本。

應用熱泵技術一方面可以減少CO2的排放量，一方面限期停用CFC工質。產生溫室效應的主要氣體是：CO2、CH4、N2O和HFC，分析和調查表明熱泵技術的應用對降低溫室效應起了積極作用。見圖7。

5經濟效益

以7.35萬m3/h循環風機組為例，熱泵制冷劑系統每運行1小時，比傳統的鍋爐+冷凍水系統節約電量59KW，比熱泵冷熱水系統節約21KW。由于涂裝車間是常年需要恒溫恒濕，故按照每天運行20小時，每個月運行22天，每年運行300天計算，則每年節約的電量為

6結論

空氣源熱泵制冷劑系統在汽車涂裝循環風空調中應用，不僅為國家降低CO2排放量，而且為企業提高了能源利用效率，節約了運行費用。熱泵系統在眾多領域廣泛應用，如冷凍行業、醫藥制造業、中科院所、汽車制造業等。

參考文獻：

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