Глава 33.4 Теплонасосные установки

В последние годы в технике сушки находят все более широ­кое применение тепловые насосные устройства (ТНУ), которые позволяют довести сушильные установки до высокого энергети­ческого совершенства в отношении использования и рекупера­ции тепла. ТНУ работает аналогично холодильной компрессион­ной установке по термодинамическому циклу, обратному тепло­вому двигателю. В тепловом насосе теплота внешней среды, которой может быть наружный воздух или отработанный су­шильный агент, в результате затраты механической энергии в компрессоре переходит от низкого температурного потенциала на более высокий температурный уровень рабочего сушильного агента [15, 42].

Принципиальная блок-схема теплонасосной сушильной уста­новки с воздушным теплообменником-рекуператором и термо­динамическое изображение на диаграмме /—X происходящих в ней процессов представлены на рис. 6-5 [15].

Рабочее тело (хладоагент) сжимается компрессором 1 до давления конденсации и, конденсируясь в конденсаторе 6, от­дает тепло сушильному агенту. Затем  хладоагент дроссели­руется через регулирующий вентиль 2 до давления, при кото­ром поступает в испаритель 3 и испаряется за счет теплоты от­работанного сушильного агента. Последний охлаждается ниже точки росы и осушается вследствие конденсации содержащих­ся в нем паров влаги. Конденсат отводится, а воздух поступает в теплообменник-рекуператор 4, в котором предварительно на­гревается за счет тепла выходящего из сушилки сушильного агента. Далее воздух направляется в конденсатор теплового на­соса, а нагревается до начальной температуры процесса суш­ки to и подается в сушилку 5. Отработанный воздух с темпера­турой t_к проходит через теплообменник 4, испаритель 3 и далее направляется в цикл.

Теплонасосные установки могут работать в режиме полно­стью замкнутого цикла или с выбросом части отработанного воздуха. При подаче в испаритель только наружного воздуха энергетическая эффективность применения ТНУ несколько сни­жается. Кроме того, возрастает вероятность обмораживания ис­парителя. Коэффициент энергетической эффективности ТНУ является величиной, обратной энергетическому к. п. д. тепло­вого двигателя, поэтому он больше единицы