蒸發(fā)冷卻技術(shù)在飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘 要：在飲料生產(chǎn)工藝中，冰水冷卻原水的過(guò)程能耗非常大，利用熱回收型蒸發(fā)冷卻技術(shù)，對(duì)冷卻過(guò)程采用梯級(jí)冷卻方式，部分替代冰水的冷量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：蒸發(fā)冷卻；疊加冷卻；梯級(jí)利用；轉(zhuǎn)輪

1 概述

飲料生產(chǎn)過(guò)程中，冷凍液氨制冷系統(tǒng)是生產(chǎn)能耗較大的工序。冰水主要用于生產(chǎn)原水的工藝?yán)鋮s過(guò)程，0℃液氨通過(guò)板式換熱器將原水由常溫冷卻到4.0℃，平均降幅為16℃。目前冰水的制備工藝為采用高品質(zhì)冷源0℃液氨一次冷卻而成，溫度一次降幅過(guò)大，能源未能梯級(jí)使用，存在一定的節(jié)能空間。利用余熱組合蒸發(fā)冷卻技術(shù)，對(duì)冰水的制備采用梯級(jí)冷卻方式，部分替代氨冷卻的制冷量，達(dá)到節(jié)約能源目的。

2 蒸發(fā)冷卻

蒸發(fā)冷卻是利用水在空氣中具有的吸熱蒸發(fā)能力，在自然環(huán)境的條件下，通過(guò)水與空氣之間的充分對(duì)流熱濕交換；水吸收空氣傳遞的顯熱，在空氣溫度下降的同時(shí)，形成水的吸熱蒸發(fā)，進(jìn)入空氣的水蒸氣帶走了水汽化所需的大量潛熱，形成水溫和對(duì)流空氣溫度的同步下降[1]。蒸發(fā)冷卻存在以下五個(gè)換熱過(guò)程[2]：

備注：冷卻塔進(jìn)水溫度T水，冷卻塔進(jìn)風(fēng)濕球溫度T濕，冷卻塔進(jìn)風(fēng)干球溫度T干。

3 熱回收型蒸發(fā)冷卻

在飲料生產(chǎn)過(guò)程中，每天都會(huì)產(chǎn)生一定量的高溫冷凝水，由于飲料廠所在地區(qū)具有全年氣溫較高、濕度較大等特點(diǎn)，本方案充分利用各項(xiàng)資源，采用熱回收疊加冷卻復(fù)合工藝，利用高溫冷凝水對(duì)除濕轉(zhuǎn)輪進(jìn)行再生，同時(shí)除濕后的高溫干燥熱空氣，利用兩級(jí)降溫，換熱轉(zhuǎn)輪降溫以及冷卻塔降溫。獲得了最大的冷卻水降溫效果，使系統(tǒng)主要工作在曲線5的狀況。

蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)投入使用后，系統(tǒng)產(chǎn)生的冷水通過(guò)板式換熱器冷卻原水，原水前后溫差數(shù)據(jù)計(jì)算如表2所示：

表2 原水平均冷卻溫差

根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)平均水溫降幅為6.3℃。

4 能效分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)，9月1日～3日三天累計(jì)制冷量為5042kW，消耗電能669kWh，系統(tǒng)平均COP達(dá)到7.54。同期冰水機(jī)房的主機(jī)制冷量為1171kW，電耗為280kW，冰水主機(jī)的COP為4.18。

由此可見(jiàn)，熱回收型蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)在飲料生產(chǎn)過(guò)程中與冰水系統(tǒng)梯級(jí)利用，前后對(duì)原水進(jìn)行冷卻，達(dá)到冷量的合理化利用，具有可觀的節(jié)能效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

本方案將余熱利用與蒸發(fā)冷卻技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生的冷水與氨制冷冰水綜合利用，對(duì)飲料生產(chǎn)的原水進(jìn)行梯級(jí)冷卻，達(dá)到能量的合理化利用，具有良好的節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]江億.間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)——中國(guó)西北地區(qū)可再生干空氣資源的高效應(yīng)用[J].暖通空調(diào)2009，39（9）：1-4.

[2]趙榮義.空氣調(diào)節(jié)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009：61-66.