冷热联供热泵干燥技术

冷热联供干燥节能技术——软包装行业

清洁生产关键共性技术案例

一、案例概述

技术来源单位：广东芬尼克兹节能设备有限公司

技术示范承担单位：广东万昌印刷包装有限公司

我国是世界包装制造和消费大国，软包装在包装产业中总产值占比大，成为包装产业的生力军，在食品、饮料、日用品及工业生产各个领域发挥着不可替代的作用。国内软包装行业的进步极大地促进了食品、日化等行业的发展，这些行业的发展反过来又进一步拉动了对软包装市场的需求，使软包装行业获得了巨大的市场动力。随着技术的进步和市场的发展，企业之间竞争日益加剧，加上政治、经济、社会环境的巨大变化，使得国内软包装行业逐渐变成完全竞争性行业。整个行业的赢利空间越来越小，亏损企业不断增加。软包装印刷行业面临两大困境：第一，产品生产的过程中产生大量有机废气，对环境造成了严重的污染和危害；第二，行业面临着能耗高、车间工作环境差导致招工难等问题。本技术，采用冷热联供热泵，解决印刷烘干能耗高问题，同时提供冷气至车间，降低车间温度改善车间环境。

在软包装行业，普遍使用凹版印刷机、复合机、涂布机等设备，这类设备都需要使用大量热风对产品进行干燥。目前制成热风的方法基本采取电热管加热或通过燃烧煤炭、燃油和天然气的方式。由于国家对燃烧所产生排放物的管制，锅炉、导热油炉、热风炉等设备的使用已受到很大的限制，而通过电加热的方法则需要支付昂贵的电费和

增容费用。所以，对大量使用热风干燥的企业急需寻求一条既环保又低成本的途径。

传统的电热管加热，其能效比在90%左右，即用1kw的电功率可以产生0.9kw左右的热量，采用热泵制热，1kw的用电功率可产生3kw的热量，其能效比为3.0，而且热泵的蒸发器还可以产生相当的冷量，该冷量也能充分利用，综合节能效益更高。

冷热联供热泵烘干技术，应用于广东万昌印刷包装有限公司的四台凹版印刷机的烘干加热系统，加热部分1年可节约用电量150万kW.h，相对传统电热管加热系统节约比例高达55%；同时，伴生的冷量相当60匹空调产生的冷量，每年节约用电量20万kW.h。“冷热联供热泵烘干技术”的推广应用将对节能减排、改善环境、能量的综合利用、提升行业清洁生产水平，软包装行业可持续发展起着重大的推动作用。

二、技术内容

（一）基本原理

本冷热联供热泵烘干技术，其主要原理是：印刷烘干专业热泵机组主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀四部分组成。热泵机组工作时，制冷剂被压缩机加压，成为高温高压气体，进入冷凝器，制冷剂冷凝液化放热，同时将空气加热用于印刷烘干，制冷剂流过节流阀变成低温低压的液体，低温低压的液体在蒸发器里蒸发吸热变成低温低压的气体，产生的冷量给车间降温，改善了车间的工作环境。

（二）工艺技术

1、传统的工艺

软包装行业使用的凹版印刷机、复合机、熟化室的加热系统一般的热源有:电热管、燃气锅炉、太阳能几种。传统印刷行业烘干系统，由烘干出来的热风不进行回收直接排放至室外，其能量传递流程为

2、本技术工艺流程

冷热联供热泵制成80℃左右的热水和10℃左右的冷水，输送至车间及设备需要热源或冷源的地方进行循环热交换，所提供的热水很大程度替代原来的电热管和导热油的供热方式，冷水可替代冷却塔或其他制冷系统用于设备冷却或空调。热泵系统是采用独立热泵站制成热水和冷水，配合相关热交换技术，实现对空气同时进行加热和冷却处理，处理后的空气可分别用于产品干燥和环境降温除湿。

冷热联供热泵产生热量和冷量的传递流程

（三）技术创新点

1、跨行业创新，冷热联供热泵在软包装行业上的运用，颠覆软包装行业的用能模式。

2、冷热联供热泵提供热源的同时伴生冷量送至车间，能源利用率大大提高。

3、对排放的尾气进行全热回收循环利用。

4、研发了与上述技术配套的创新设备。

三、实施效果

（一）环境效益

本技术及相关装备应用于广东万昌印刷包装有限公司的四条生产线，后取得的良好效果，每年可以节约用电量150万kW.h，使用全热换热器尾气回收装臵，循环利用尾气中的剩余能量，大大挺高了能量使用率，大大降低了单位产品的能耗，清洁生产效果显著。冷热联供热泵提供热量的同时也伴生相当冷量，送至胶印车间，改善车间环境。

（二）经济效益

在广东万昌包装有限公司使用过程中，测得使用传统电加热烘干技术印制每平方米的包装材料所需总耗电功率为5W，经过节能改造使用冷热联供热泵技术之后，每平方米的包装材料所需总耗电功率为3W,广东万昌包装有限公司四条印刷机生产线，每月需要生产8000万平方米，全年可以节约150万元，冷热联供热泵制取热量的同时伴生冷量，可免费提供至空调主机冷量，每年可以节约空调费用20万元，全年可节约电费170万，按实际使用投资回报期约为一年半。（三）关键技术装备

本技术的关键装备包括：冷热联供热泵机组、换热盘管；全热换热器热回收装臵。图一为传统电加热装臵，图二为冷热联供热泵机组。

图1 传统电加热装臵图2冷热联供热泵机组（四）水平评价

该技术运用在软包装行业中，得到软包装行业一致认可，解决了软包装行业干燥能耗大的问题，同时也改善夏季车间环境。使用全热换热器回收热量，循环利用能源，经济、社会和环境效益显著，颠覆软包装行业用能模式，属国际领先水平。

四、行业推广

（一）技术适用范围

本技术适用于软包装行业凹版印刷机、复合机、涂布机、熟化室的加热干燥系统。该技术的运用降低印刷行业的加热系统能耗高，通过全热换热器对尾气进行回收利用，大幅度提高能源使用效率，大幅度降低能耗成本。

（二）技术投资分析

以一台十色印刷机（速度：200m/min）为例，该种印刷机在华南区域的平均加热量在200kW左右，则选用两台芬尼克兹高温冷热联供热泵即可满足系统的全年的加热要求，对比天然气和电加热运行费用，按实际使用，初投资回报期约一年半。