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烟草热泵烘干烤房设计(三)

作者:yayo来源:东莞正旭 日期:2014年11月21日 14:00

烤房的热量衡算:

1、热平衡分析

热泵烘干烤房在整个烘烤过程中热量是处于平衡状态的。热量的供给包括:

鲜烟叶和烟具带入物理热;

燃料带入物理和化学热;

助燃空气和对流空气带入物理热;

烟叶呼吸放热;

太阳辐射热。(太阳辐射热在烘烤 全过程不计入时。)

热量消耗包括:

干烟叶(包括其中水分)和烟具带出物理热;

灰渣和排烟带走物理热;

机械不完全燃烧和挥发分不完全燃烧热损失;

烟叶水分汽化及排出湿热空气;

烤房散热及蓄热热损失等。

2、热量衡算

烟草烤房的热量衡算是一个比较复杂的过程,各项参数受诸多因素影响,并且在变化之中。烘烤实践和实际测试表明:烟叶物料加热吸收热量、烟叶水分蒸发耗热、排湿带走的热量是最重要的项目。计算过程可以参考如下:

首先确定每小时烟叶水分蒸发带走的总热量Qz

Qz=Ggk /(ip-ikc)/η                                           

其中:Qz——每小时烟叶水分蒸发带走热量(kj)

Ggk——每小时供应烤房的干空气量(kg/h

ip——排出的湿热空气的焓(kj/kg

ikc——补入的新空气的焓(取大排湿50-55℃时的值)(kj/kg)

η——烤房系统的整体热效率(供热系统设计合理,箱体保温良好的节能烤房,

其整体热效率的值可以取(60%-70%)

再确定高温热泵机组每小时供热的总热量Qr

Qr=Qz /η                                                        

其中:Qr——每小时高温热泵设备供应的总热量(kj)

η——烤房系统的整体热效率(供热系统设计合理,箱体保温良好的节能烤房,

其整体热效率的值可以取(60%-70%)

将Ggk 的值代入之后,整理得:

Qr(ip-ikc)/(dp-dk)×Gp×Wq×Ws÷η                 

其中:Gq——烤房内装烟的总量(Kg)

Wq——鲜烟叶含水量(Wq) ,按90%计算(即按含水率最大的烟叶计算)

Ws——烘烤过程大量排湿时,烟叶水分汽化蒸发速度(Ws); 据烟叶烘烤工艺要求和实际测试结果,按2. 0% ~ 2.5% /h 计算

ip——排出的湿热空气的焓(取大排湿50-55℃,相对湿度55%时的值)(kj/kg),查表可得ip 的取值范围在(50-54kj/kg)

ikc——补入的新空气的焓(取27-29℃,相对湿度55%时的值)(kj/kg);查表可得ip 的取值约30kj/kg

dp——由排湿口排出的废气的含湿量(Kg/Kg 干空气)。据生产实际测试得到的结果,50℃前后为最大排湿时期,排出的热空气温度也在50℃左右,平均相对湿度55%左右,由湿空气性质图(i-d)图dp=0.043-0.046kg/kg 干空气。

dk——由补风口进入的冷空气的含湿量(Kg/Kg 干空气)。据各地烤烟季节环境温度在27 ℃ —29 ℃ , 相对湿对90 % 的情况, 由湿空气性质图(i-d ) 图

dk=0.021-0.029kg/kg 干空气。

η——烤房系统的整体热效率(供热系统设计合理,箱体保温良好的节能烤房,

其整体热效率的值可以取(60%-70%)

这样,式中ip、ikc、dp、dk 可以由i-d 图中查出,烤房的烟叶装载量Gq、新鲜烟叶水分含量Wq 都是已知的,Ws 按通常烘烟中烟叶最大失水速度2. 0 % - 2. 5 % / h 计算,即可求得高温热泵的最大供热量

3、机组匹配

如果按照烤房设计一次性装烟重量在2500kg-3500kg,装烟杆数300-400 杆的中型

烤房,参考上述过程进行计算,可以得出理论设计的高温热泵供热能力配置Qr 为:

6.2×10 4 kJ / h8.6×10 4 kJ

根据烤烟过程热量衡算结果,加热设备采用5 匹高温热泵两台或10 匹高温热泵1 台。烤房箱体采用10cm 厚度夹芯保温彩钢板制作,以保证烤房保温绝热的效果。烤房内部制作方管支架,用于烟杆悬挂放置和烤房箱体支撑。通风设备采用高效节能的T35 系列7.1 号风机,最高转速为1350 rpm ,叶角35,最大风量为17296m3/h ,最大风压为167Pa ,虑到烘烤各阶段需风量不同,选用双速风机,电机功率2/1.5 kW,4/6 极,可达到较好的节能效果。控制系统采用正旭智能温湿度烟草控制系统。

4、烤房结构

烤房外部箱体采用100mm 聚氨脂彩钢夹心板作为保温箱体(生产中可采用土木结构,但必须保证保温隔热的效果),内部配以钢管支架结构,用于放置烤烟,支撑箱体。烤房另外包括装料门,维修门,排湿口,观察窗,新风口等结构。

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