“高温热泵”在金属前处理的典型应用 |
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一、前言 所谓“高温热泵”，是相对于目前占市场主导地位的出水温度在60℃以下的热泵产品而言。“高温热泵”一般是指采用R134a制冷剂，环境温度在0℃以上时，供热水温度在80-90℃之间的热泵产品。“高温热泵”虽说在供热出水温度上只有二十几度的提高，但对于热泵技术来说却是一个极大的突破。 “空气源高温热泵”虽然在高温工况下，性能会极大衰减，但是其作为一种高效、环保、节能的供热技术可以应用于所有的采暖空调和热水供应系统，并可以和其它新能源技术有机结合，提高综合利用效率。 二、金属前处理--行业分析 金属前处理是电镀工艺过程中的重要工序，同时也是一项高能耗工序。 金属前处理目的：一是增加涂层与金属的结合强度即加大附着力，二是增加涂层的功能如防腐蚀、防磨损及润滑等特殊功能。 随着金属加工业、铁路制造业、汽车行业的飞速发展，对生产各种金属制品及铁路、汽车零部件产品的质量有了更高要求，通过长期的实践证明，一些简单、简易的前处理方式，已经不能满足金属加工及涂装的基本要求。只有采用标准的前处理生产工艺，才能使钢铁表面形成一层标准的防护膜，以满足金属加工和涂装处理的质量要求。因此，选用低成本、低能耗、高品质的金属前处理产品，是企业保证涂装质量和防护质量稳定与否的重要因素。 除油、除锈、磷化、防锈等金属前处理是为金属涂层技术、金属防护技术做准备的，金属前处理质量对此后涂层制备和金属的使用有很大影响。在除油、除锈、磷化等工艺过程中需要一定的温度，如何保证工艺过程中温度的恒定对保证金属前处理质量具有重要意义。 三、高温热泵在金属前处理中的应用 1.直接加热： 采用不锈钢、纯钛、特佛龙等换热器直接加热槽液，自动控温，无换热温差，温度均匀。适用于龙门线、环形线等槽液较大的加工厂。 2.间接加热： 通过热泵主机加热储热水箱的热水，再由热水通过槽内放置的蛇形钛管加热槽液，由温度控制器控制水管电磁阀的开关来控制温度，有换热温差，可集中供热。适用于手动线、连续镀线等槽液较小，电镀加热节能槽较多的电镀厂。 四、PHNIX空气源高温热泵机组在某电镀厂的典型应用 1、工程概述 1.1、项目地点：重庆 1.2、现有热水槽尺寸为：2700mm*1400mm*1500mm，水量为4吨; 1.3、热水槽的水温在65±5℃，一天24小时保持恒温状态; 1.4.该工厂原生产时每天需要温度为105℃的蒸汽1.5吨。当地蒸汽为540元/蒸吨，电价为0.8元/度。 2、计要求 2.1、要求将电镀槽内溶液温度加热到65℃±5℃，一天24小时保持恒温状态。 2.2、要求空气源热泵在环境温度最低温4℃的时候能够保证一定的能效比，机组运行稳定、节能。 3、参考资料 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003); 《暖通制图标准》(GB/T50106-2001); 《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002); 电镀工艺流程百度文档; PHNIX高温热泵机组的性能; PHNIX钛盘管恒温试验数据; 国家现行的其他相关规范及措施; 甲方提供资料。 4、方案设计及主机选型 4.1根据甲方提供的数据计算，液槽恒温所需热量为42Kw/h，初始加热所需热量为56Kw/h 4.2要求：恒温24小时，初次加热时间不超过8小时。 4.3主机选型：选用循环式高温热泵PASHW108S-GX-PS*3台，在冬季最低温度4℃时，机组制热能力18Kw/h，可以满足电镀槽恒温和初始加热要求。 5、系统设计原理图及控制说明 控制说明： 1.当温度探头检测到电镀槽温度低于需求温度时，通过温度传感器传输信号至电动阀，电动阀打开，对槽液加热,保持电镀槽温度恒定在需求温度;当电镀槽温度达到需求温度时，电动阀关闭。 2.当温度感温头检测到水箱温度低于70度时，机组与水箱之间循环泵开启，机组延后开启。当温度感温头检测到水箱温度高于75度时，机组关闭，机组与水箱之间循环泵延后关闭。 6、改造前后的能源分析 原有设备改造设备 每日散热量1005kw1005kw 需求能源形式蒸汽热泵 能源热值576200Kcal/T860Kcal 能源利用率100%理论值200%COP 能源需求量1.5T502.5kw 能源单价540元/T0.8元/kwh 每日费用810元402元 年运行费用(300天)243000元120600元 年节省费用(元)122400 7、改造结论： PHNIX高温热泵一方面提供金属前处理的高温热水，另一方面可以将热泵排风引入车间，降低车间的环境温度，改善员工的工作环境。 |
