凍干機的熱負荷技術討論

　　凍干機的傳熱過程分析是設備設計和制作的理論依據。進行計算的目的是根據壓縮空氣狀態(主要是進氣壓力和溫度)，確定其降溫過程制冷系統所需要供給的制冷量、預冷器和蒸發器的負荷分配、計算凍干機排水量，同時也可借此預測排氣干球溫度。
 

　　凍干機
 

　　實質而論，凍干機是由兩個換熱器構成的復合式換熱器，有幾種不同狀態的流體參與換熱：
 

　　1.預冷器里的熱流體是溫度較高的飽和壓縮空氣，冷流體是冷卻后相對干燥的壓縮空氣，兩者水當量(定壓比熱與質量的乘積)極為接近；
 

　　2.蒸發器里熱流體是溫度已預先降低了的飽和壓縮空氣，冷流體是冷媒蒸汽。
 

　　蒸發器由獨立的制冷系統提供冷源，而預冷器的冷源則來自通過蒸發器冷卻了的壓縮空氣，因而不具備獨立性。所以說，在整個熱交換過程中預冷器的作用是回收制冷系統產生的部分冷量，客觀上減少了凍干機整機的能量消耗。
 

　　凍干機的預冷器從蒸發器回收的冷量Q’越多或進入蒸發器的空氣溫度t2越低，表示預冷器里冷氣流的熱交換越劇烈，凍干機排氣溫度t4也就越高;在t3不變的前提下蒸發器熱負荷就越小，需要由制冷壓縮機提供的冷量Q0也就越少，凍干機消耗的能量也就越少。
 

　　但由于被預冷器回收的冷量Q’只是壓縮機總制冷量Q0的一部分，Q0越少，Q’也要隨之減少;而且由于受到冰點極限的限制，壓縮機不可能提供更多的冷量來分流給預冷器，這就必然使t2上升，如此循環的結果就是使進入預冷器的冷量收到限制，換句話說，即t2的降幅是有限制的。
 

　　在凍干機的熱工計算中，進入蒸發器的空氣溫度t2(d2)是變動值，其高低選擇決定了制冷系統中蒸發器的負荷，相應地決定了制冷壓縮機的功耗。在凍干機中，換熱器(蒸發器和預冷器)負荷可通過計算熱流體進出口焓差來求得：
 

　　Δh=1.01Δt+(2501+1.84Δt)Δd(KJ/kg干空氣)；
 

　　式中：Δt-作為熱流體的壓縮空氣進出口溫度差，℃Δt=t’-t”；t’-壓縮空氣進入換熱器時的溫度；t”-壓縮空氣離開換熱器時的溫度；1.01-干空氣的平均定壓比熱，KJ/kg.℃；1.84-水蒸氣的平均定壓比熱，KJ/kg.℃；2501-水的汽化潛熱，KJ/kg；Δd-換熱器中產生的凝結水量，kg；Δd=d’-d”。
 

　　式中，d’、d”分別表示對應溫度t’和t”時壓縮空氣中的飽和含水量，kg。
 

　　換熱器的熱負荷為：
 

　　Q=qmΔh(W)；
 

　　式中：qm-空氣的質量流量，kg/s。