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专为工业应用而开发的丙烷制冷回路热泵

导读 热泵不仅可高效用于住宅建筑,还可用于需要加热和冷却的工业过程。这是弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (ISE) 团队在联合项目现有设施中的 E...

热泵不仅可高效用于住宅建筑,还可用于需要加热和冷却的工业过程。这是弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (ISE) 团队在联合项目“现有设施中的 ETA”中得出的结论。

工业清洁机中使用带有丙烷制冷回路的热泵可以节省大量电力和二氧化碳。

该研究项目重点是开发用于工业部件清洁机的模块化热管理模块,由两个项目合作伙伴巴伐利亚应用能源研究中心(ZAE Bayern)和 MAFAC E. Schwarz GmbH & Co. KG 公司负责。

作为项目的一部分,弗劳恩霍夫 ISE 的研究人员将创新的制冷电路集成到该模块中,该模块使用天然制冷剂丙烷。

“由于机器的清洁和干燥过程是在低温和高温下进行的,因此它是热泵的理想应用,”弗劳恩霍夫 ISE 的项目经理 Clemens Dankwerth 解释道。

热管理模块处于待机状态,通过工艺和控制技术与现有的清洗机耦合,为机器提供热泵提供的有用的热量和冷量。

此前,清洁系统的冷热供应完全依靠电力。在新应用过程中,两个独立的过程可以合并为一个过程。

项目团队成功优化了热泵的设计,使制冷回路中 255 克丙烷足以运行。这意味着整个系统(带热管理模块的清洁机)可以安全地安装在地板面积为 16 平方米或更大的房间内。

作为“LC150”项目的一部分,已经提前开发了一种减少制冷剂的冷却回路。在这里,来自弗劳恩霍夫 ISE 的项目团队开发了一种基于丙烷的制冷剂回路,其含量低于允许的最大限值 150 克丙烷。因此,热泵可以独立于适用于使用易燃制冷剂的室内热泵装置的安全要求运行。

提高能源效率并降低成本

使用新的模块化功能组件对清洗机进行改造,以提供外部热量和冷量,从而显著提高了能源效率。热泵的效率最高,与所用电能相比,其综合加热和冷却性能达到。

加热工艺用水(清洁、冲洗)和加热干燥用流动空气的功率需求减少了一半,而加热淡水所需的功率减少了 80%。

通过再循环废气,每年可以节省超过 10,000 升的淡水,这要归功于一种新型冷凝装置,它能有效地重新冷却工艺废气,从而使热泵提供的冷却可用于与工艺一致的清洁机器。

在每周生产五天、每年生产 48 周的两班制生产模式下,新的热管理模块每年可节省约 4,800 欧元的成本,并减少约 12,600 公斤的二氧化碳排放量。

Clemens Dankwerth 表示: “使用热泵可以为工业过程脱碳做出重大贡献。”它们在其他以类似温度范围(50°C–70°C)运行的过程中也大有可为,例如食堂里的大型洗碗机。

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